Fase G1
La versión actual de la página aún no ha sido revisada por colaboradores experimentados y puede diferir significativamente de la versión revisada el 16 de julio de 2019; la verificación requiere 1 edición .Fase G 1 (del inglés Gap 1 fase ) - la primera de las tres fases del ciclo celular de las células eucariotas . En esta etapa de la interfase , la célula aumenta de tamaño y sintetiza mRNA y proteínas , preparándose para la mitosis subsiguiente después de la interfase . La fase G 1 termina con el comienzo de la fase S de la interfase.
Características generales
La fase G 1 junto con la fase S y la fase G 2 constituyen un largo período de crecimiento celular - interfase, que precede a la división celular - mitosis (fase M) [1] .
Durante la fase G 1 , la célula crece en tamaño y sintetiza ARNm y proteínas necesarias para la síntesis de ADN . Cuando la célula alcanza el tamaño requerido y ya se han sintetizado las proteínas necesarias, la célula ingresa a la siguiente fase del ciclo celular: la fase S. La duración de cada fase, incluida la fase G 1 , difiere en diferentes tipos de células. En las células somáticas humanas , el ciclo celular dura alrededor de 18 horas y la fase G 1 representa alrededor de un tercio de este tiempo [2] . Sin embargo, en los embriones de la rana con garras ( Xenopus ), erizos de mar ( Echinoidea ) y Drosophila ( Drosophila ) , la fase G1 se expresa débilmente y representa una brecha, si la hay, entre el final de la mitosis y la fase S. [2] .
La fase G 1 y otras fases del ciclo celular pueden depender de factores de crecimiento tales como nutrientes , temperatura y espacio para el crecimiento. Deben estar presentes suficientes aminoácidos para la síntesis de ARNm y proteínas . Las temperaturas fisiológicas son óptimas para el crecimiento celular. En los seres humanos, la temperatura fisiológica normal es de unos 36,5 °C (bajo el brazo) [1] .
La fase G 1 es especialmente importante para el ciclo celular porque durante este período la célula determina si se dividirá o abandonará el ciclo celular [2] . Si la célula permanece sin dividirse en lugar de pasar a la fase S, deja la fase G 1 y entra en un estado de reposo llamado fase G 0 . Es difícil, pero posible, volver a la fase G 1 desde la fase G 0 [1] .
Durante la fase G1, la célula permanece diploide ( 2n ). Esto significa que la célula contiene un juego doble de cromosomas específicos de especie y que el ADN aún no se ha replicado antes de la división celular . El material genético está en forma de cromatina , o hebras de ADN enrolladas sueltas. Los organismos eucariotas haploides , como algunas levaduras , tienen un solo juego de cromosomas ( 1n ). Durante la fase G 1 , la célula aún se está preparando para la replicación del ADN y su material genético aún no ha sido copiado (esto sucede en la fase S) [1] .
Regulación de G 1 -fase
En el ciclo celular, existe un conjunto claro de instrucciones conocido como sistema de control del ciclo celular, que controla la duración y la coordinación de las fases del ciclo celular para garantizar que ocurran en el orden correcto. Los desencadenantes bioquímicos , conocidos como quinasas dependientes de ciclina , desencadenan pasos de tipo celular en el momento adecuado y garantizan el orden correcto para evitar errores [2] .
Hay tres puntos de control en el ciclo celular : punto de control G 1 /S (transición de la fase G 1 a la fase S) o punto de inicio en la levadura, punto de control G 2 /M y punto de huso [1] .
Reguladores bioquímicos de la fase G 1
Durante la fase G 1 , la actividad de las ciclinas G 1 /S aumenta significativamente hacia el final de la fase G 1 . Estas ciclinas inician algunos de los primeros procesos asociados con la división celular, como la duplicación del centrosoma en los vertebrados y la formación del huso en la levadura, pero son principalmente responsables de la activación de los complejos de ciclina S [2] .
Los complejos de ciclinas activos en otras fases del ciclo celular están inactivos en esta fase para que los procesos celulares correspondientes no se desarrollen en el orden incorrecto. En la fase G 1 , hay tres formas de suprimir la actividad de las quinasas dependientes de ciclina: genes : los inhibidores con la ayuda de proteínas reguladoras suprimen la traducción de los principales genes de ciclina ; se activa el complejo de estimulación de la anafase , que suprime específicamente las ciclinas S y M (pero no las ciclinas G 1 /S) y, finalmente, una alta concentración de inhibidores de las quinasas dependientes de ciclina [2] .
Punto de restricción
En la fase G 1 , el punto de restricción (R) difiere de otros puntos de control, ya que no determina un estado especial de la célula, ideal para la transición a la siguiente fase, sino que cambia la dirección posterior de la vida de la célula. En los vertebrados, después de que la célula ha estado en la fase G 1 durante unas tres horas, entra en el punto de restricción, donde la célula decide si avanza más en el ciclo celular o entra en la fase de reposo, la fase G 0 [3 ] .
Este punto también divide la fase G 1 en dos mitades: premitótica y posmitótica. Entre el inicio de la fase G 1 (que comienza en una nueva célula después de la mitosis) y la célula R, la célula se encuentra en la subfase posmitótica G 1 o fase posmitótica. Después de R y antes de la fase S, la célula se denomina estar en la subfase presintética G 1 o fase presintética de la fase G 1 [4] .
Para que una célula pase por la fase postmitótica G 1 , es necesario un alto contenido de factores de crecimiento y un nivel estable de síntesis de proteínas, de lo contrario la célula pasará a la fase G 0 [ 4] .
Algunos autores argumentan que el punto de restricción y el punto G 1 /S son el mismo [1] [2] , pero en trabajos más recientes resultó que estos son dos puntos diferentes de la fase G 1 , en la que se nota el progreso celular. El primero, el punto de restricción, depende de los factores de crecimiento y determina si la célula entra en la fase G 0 , mientras que el segundo punto de control depende de los nutrientes y determina si la célula entra en la fase S [3] [4] . Cierto desacuerdo entre los investigadores se atribuye al hecho de que algunos de ellos estudiaron células de mamíferos , mientras que otros, levaduras [3] .
Punto de control G 1 /S
El punto de control G 1 /S se encuentra entre el comienzo de la fase G 1 y la fase S, lo que determina la transición de las células en la fase S. Los factores que pueden impedir que una célula entre en la fase S pueden incluir la falta de factores de crecimiento, daño en el ADN y otras circunstancias especiales.
En este punto, la formación del complejo G 1 /S-ciclinas y quinasas dependientes de ciclina (CKK) lleva a la célula a entrar en un nuevo ciclo de división. Estos complejos luego activan los complejos S-CCK, que conducen a la célula a la replicación del ADN en la fase S. Al mismo tiempo, la actividad del complejo de estimulación de la anafase disminuye significativamente, lo que permite activar las ciclinas S y M.
Si la célula no puede entrar en la fase S, entra en la fase G 0 de reposo, donde no hay ni crecimiento ni división celular [1] .
Fase G 1 y cáncer
Muchas fuentes confirman que las alteraciones en la fase G 1 y el punto de control G 1 / S conducen al crecimiento descontrolado de tumores. En los casos en que las alteraciones afectan la fase G 1 , esto ocurre principalmente porque los genes que codifican las proteínas reguladoras de la familia E2F adquieren una actividad ilimitada y aumentan la expresión de los genes G 1 /S-ciclina, como resultado de lo cual la célula ingresa sin control en la célula. ciclo [2] .
Sin embargo, algunos medicamentos contra el cáncer también actúan sobre la fase G 1 del ciclo celular. En muchos tipos de cáncer , incluido el cáncer de mama [5] y el cáncer de piel [6] , el crecimiento tumoral se puede prevenir evitando que las células tumorales entren en la fase G 1 , evitando la división celular y la propagación.
Notas
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Lodish, Harvey, et al. Biología Celular Molecular. 6to. Ciudad de Nueva York: W. H. Freeman and Company, 2008. Imprimir.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Morgan, David. El ciclo celular: principios de control. Londres: New Science Press LTD, 2007. Imprimir.
- ↑ 1 2 3 Foster, David A., Paige Yellen, et al. Genes Cáncer Genes Cáncer. 1.11 (2010): 1124-1131. Web. 19 de noviembre 2012. doi=10.1177/1947601910392989.
- ↑ 1 2 3 Zetterberg, A., O. Larrsen y KG Wilman. "Opinión actual en biología celular". Opinión actual en biología celular. 7.6 (1995): 835-42. impresión.
- ↑ Wali, Vikram B.; Bachawal, Sunitha V., Sylvester, Paul W. El tratamiento combinado de γ-tocotrienol con estatinas induce la detención del ciclo celular del tumor mamario en G1 // Experimental Biology and Medicine: revista. - 2009. - junio ( vol. 234 , n. 6 ). - Pág. 639-650 . -doi : 10.3181 / 0810-RM-300 .
- ↑ Ye, Yan; et al. La atractilenolida II induce la detención del ciclo celular G1 y la apoptosis en células de melanoma B16 (inglés) // Journal of Ethnopharmacology : diario. - 2011. - junio ( vol. 136 , n. 1 ). - pág. 279-282 . -doi : 10.1016/ j.jep.2011.04.020 .
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