Interfase del ciclo celular
Objetivo. Ordenar G1, S y G2 por lo que ocurre en cada una. Distinguir interfase de mitosis. Explicar por qué una célula que no se divide puede estar en G0.
para partir
Un estudio publicado en Nature Medicine en 2021 contó que el cuerpo humano repone unos 330 mil millones de células cada día, cerca de 4 millones por segundo. Casi el 90 % de ese recambio son células de la sangre. Cada una de esas células nuevas salió de un ciclo cuya mayor parte es la interfase.
Esta clase mira ese ciclo desde adentro de la célula, a escala de moléculas. La mitosis queda para más adelante. Al terminar hay que poder ordenar G1, S y G2 por lo que ocurre en cada una, y decidir si una célula que no se está dividiendo está muerta o está en G0.
Antes de partir, responde de memoria:
- Si una célula copia su ADN, ¿en qué parte del ciclo está?
- ¿La interfase es un descanso, o hay trabajo molecular adentro?
- Una neurona del cerebro, que casi no se divide en el adulto, ¿salió del ciclo o se detuvo en él?
La interfase del ciclo celular
El ciclo celular es la secuencia ordenada que recorre una célula desde que nace hasta que se divide en dos. Tiene dos tramos: la interfase (G1, S y G2) y la fase M (mitosis y citocinesis). En un fibroblasto humano en cultivo, la interfase ocupa unas 23 de las 24 horas del ciclo; la mitosis, menos de una. Es común pensar que la célula descansa entre una división y la siguiente. Eso es incorrecto, porque en G1 crece y transcribe, en S copia los 6 000 millones de pares de bases del genoma y en G2 termina de armar lo que va a necesitar para separarse.
G0 es la salida del anillo: la célula deja de recibir (o de responder a) las señales que la llevarían a copiar el ADN. Una neurona del adulto y un cardiomiocito viven años en G0. Un hepatocito puede volver a G1 si el hígado se lesiona. En G0 la célula sigue viva: transcribe, traduce y mantiene su metabolismo, y no se divide.
La interfase es el descanso de la célula, porque la división ocurre solo en mitosis.
Tres fases, tres trabajos moleculares
Alberts organiza la interfase por qué tiene que quedar listo antes de pasar a la siguiente fase.
G1 (gap 1). La célula crece, traduce proteínas, revisa nutrientes y señales del entorno. El ADN sigue en una sola copia (2n, 2C). Al final de G1 está el punto de restricción: si lo cruza, se compromete a replicar. Si no, puede irse a G0.
S (síntesis). Se replica el ADN. Cada cromosoma pasa de una cromátida a dos cromátidas hermanas unidas por el centrómero. El contenido de ADN se duplica (de 2C a 4C) y el número de cromosomas se mantiene (sigue 2n). También se duplican los centrosomas, que más adelante armarán el huso. Sin S completa no hay mitosis que funcione.
G2 (gap 2). La célula sigue creciendo y fabrica las proteínas del huso. Revisa que la replicación haya terminado y que no queden roturas en el ADN. Recién ahí se permite el paso a M.
G1: una copia y crece. S: copia el ADN. G2: dos copias y revisa.
Un error clásico es decir que en S “se duplican los cromosomas” y contar 92 cromosomas humanos. Lo que se duplica es el ADN. Siguen siendo 46 cromosomas, cada uno con dos cromátidas.
Completa el mapa de la interfase.
En la célula crece con el ADN todavía en una copia. En la fase se replica el genoma y cada cromosoma queda con dos hermanas. En se revisa que la copia esté completa antes de abrir la mitosis. Una célula que sale del ciclo y deja de dividirse está en .
Un investigador mide el ADN de tres células del mismo tejido. La célula A tiene 6 pg, la B 12 pg y la C 9 pg. Si 6 pg es el contenido 2C de esa especie, ¿en qué tramo del ciclo está cada una?
El epitelio del intestino delgado se renueva cada pocos días y aporta cerca del 12 % del recambio celular diario que midieron Sender y Milo. Las neuronas de la corteza, en cambio, viven décadas. Usando G1, S, G2 y G0, explica esa diferencia sin decir que las neuronas están muertas.
síntesis
Para cerrar
El ciclo celular es un programa molecular que, la mayor parte del tiempo, crece, copia el genoma y revisa. La mitosis es el final corto. G0 es la salida. Con eso ya se puede preguntar qué da la orden de pasar de una fase a la otra: esa orden son las ciclinas.
Piensa sobre tu aprendizaje
- Si alguien dice que la interfase es un descanso, ¿qué le muestras de G1, S o G2 para corregirlo?
- ¿Qué te faltaría medir para decidir si una célula con 2C está en G1 o en G0?
- ¿Qué del tema de hoy sigue sin quedarte claro?
referencias
Bibliografía
- 01Sender, R. & Milo, R. (2021). The distribution of cellular turnover in the human body. Nature Medicine, 27, 45-48. https://doi.org/10.1038/s41591-020-01182-9
- 02Alberts, B. et al. (2015). Molecular Biology of the Cell, 6.ª ed., cap. 17: The Cell Cycle. Garland Science.
- 03OpenStax (2020). Biology 2e, cap. 10: Cell Reproduction (CC BY 4.0). https://openstax.org/books/biology-2e/pages/10-1-cell-division
- 04National Cancer Institute. Cell cycle. https://www.cancer.gov/publications/dictionaries/cancer-terms/def/cell-cycle