6.4
Moléculas reguladoras positivas
Las moléculas reguladoras positivas promueven la transición a través de varias etapas del ciclo celular a través de la interacción de dos grupos de proteínas: ciclinas y quinasas dependientes de ciclinas o Cdks.
Las células de mamíferos contienen alrededor de nueve Cdks, cuatro de las cuales, Cdk1, Cdk6, Cdk4 y Cdk2, participan en el ciclo celular.
La actividad y la especificidad de cualquier Cdk dada depende de la unión de las ciclinas. Las ciclinas se agrupan como ciclinas de fase G1, G1/S, S o M, y su expresión es específica de la etapa que desencadenan
Por ejemplo, en la fase G1, la ciclina D se une a Cdk4 y Cdk6, promoviendo la célula a la fase G1 tardía.
A continuación, la ciclina E se acumula y forma un complejo con Cdk2. El complejo ciclina E-Cdk2, junto con la ciclina D-Cdk4/6, desencadena la transición de G1 a S, que compromete irreversiblemente a las células en el ciclo.
Al comienzo de la fase S, la ciclina-E permanece elevada y unida a Cdk2. Además, el nivel de ciclina-A aumenta y se combina con Cdk2. Ambos complejos son directamente responsables de la replicación del ADN.
Aunque los niveles de ciclina E disminuyen, los niveles de ciclina-A son altos en las fases S y G2. En la transición G2-M, los niveles de ciclina A disminuyen y los niveles de ciclina B aumentan.
La ciclina B se combina con Cdk1, desencadenando el inicio de la mitosis. Los niveles de ciclinas mitóticas caen a mitad de la mitosis, inactivando así la Cdk.
El Cdk inactivo tiene un bucle de proteína que bloquea el acceso de la proteína sustrato al sitio activo. Es solo cuando una ciclina específica se une al Cdk, que el bucle se aleja del sitio activo, activando así parcialmente el Cdk.
La activación completa del complejo Cdk-ciclina depende de otra enzima llamada quinasa activadora de Cdk o CAK.
El CAK fosforila un aminoácido cerca del sitio activo causando un cambio conformacional en Cdk, lo que permite que el complejo Cdk-ciclina fosforile sus proteínas objetivo e induzca eventos específicos de la etapa del ciclo celular.
La división celular mitótica da como resultado células hijas que se parecen exactamente a la célula madre. Sin embargo, los errores en la replicación del ADN o la distribución del material genético pueden provocar mutaciones genéticas que pueden transmitirse a cada nueva célula formada a partir de la célula anormal resultante. La propagación de dichas células mutantes está restringida mediante mecanismos de control presentes en diferentes etapas del ciclo celular. Estos puntos de control involucran moléculas reguladoras que promueven o degradan los eventos del ciclo celular.
Las proteínas, como las ciclinas y las quinasas dependientes de ciclina, son moléculas reguladoras positivas responsables de la progresión del ciclo celular a través de varios puntos de control. Inicialmente, las ciclinas recibieron ese nombre porque su síntesis y degradación siguen un patrón cíclico. Hay al menos cuatro ciclinas funcionales cuya concentración fluctúa de manera predecible a lo largo del ciclo celular. Cuando una célula pasa a la siguiente etapa, las ciclinas de la fase anterior se degradan. Son los cambios en la concentración de ciclina los que desencadenan diversos eventos del ciclo celular.
Las ciclinas forman un complejo activo con proteínas quinasas que pueden fosforilar proteínas diana específicas durante el ciclo celular. Debido a que estas quinasas necesitan ciclina para su activación, se denominan quinasas dependientes de ciclina o Cdks. En ausencia de ciclina, las Cdk están inactivas y, en ausencia de un complejo ciclina/Cdk completamente activado, la célula no logra pasar a través de los puntos de control.
Las moléculas reguladoras positivas son expresadas por genes que pertenecen a un grupo llamado protooncogenes. Cuando mutan, estos se convierten en oncogenes que hacen que la célula se vuelva cancerosa. Por ejemplo, una mutación que hace que las Cdks se activen incluso en ausencia de ciclina puede hacer que la célula mutante pase ininterrumpidamente a través de los puntos de control, lo que conduce a un crecimiento y una proliferación descontrolados.
Las moléculas reguladoras positivas promueven la transición a través de varias etapas del ciclo celular a través de la interacción de dos grupos de proteínas: ciclinas y quinasas dependientes de ciclinas o Cdks.
Las células de mamíferos contienen alrededor de nueve Cdks, cuatro de las cuales, Cdk1, Cdk6, Cdk4 y Cdk2, participan en el ciclo celular.
La actividad y la especificidad de cualquier Cdk dada depende de la unión de las ciclinas. Las ciclinas se agrupan como ciclinas de fase G1, G1/S, S o M, y su expresión es específica de la etapa que desencadenan
Por ejemplo, en la fase G1, la ciclina D se une a Cdk4 y Cdk6, promoviendo la célula a la fase G1 tardía.
A continuación, la ciclina E se acumula y forma un complejo con Cdk2. El complejo ciclina E-Cdk2, junto con la ciclina D-Cdk4/6, desencadena la transición de G1 a S, que compromete irreversiblemente a las células en el ciclo.
Al comienzo de la fase S, la ciclina-E permanece elevada y unida a Cdk2. Además, el nivel de ciclina-A aumenta y se combina con Cdk2. Ambos complejos son directamente responsables de la replicación del ADN.
Aunque los niveles de ciclina E disminuyen, los niveles de ciclina-A son altos en las fases S y G2. En la transición G2-M, los niveles de ciclina A disminuyen y los niveles de ciclina B aumentan.
La ciclina B se combina con Cdk1, desencadenando el inicio de la mitosis. Los niveles de ciclinas mitóticas caen a mitad de la mitosis, inactivando así la Cdk.
El Cdk inactivo tiene un bucle de proteína que bloquea el acceso de la proteína sustrato al sitio activo. Es solo cuando una ciclina específica se une al Cdk, que el bucle se aleja del sitio activo, activando así parcialmente el Cdk.
La activación completa del complejo Cdk-ciclina depende de otra enzima llamada quinasa activadora de Cdk o CAK.
El CAK fosforila un aminoácido cerca del sitio activo causando un cambio conformacional en Cdk, lo que permite que el complejo Cdk-ciclina fosforile sus proteínas objetivo e induzca eventos específicos de la etapa del ciclo celular.
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6.4 : Moléculas reguladoras positivas
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6.1 : ¿Qué es el ciclo celular?
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