La citocinesis o citodiéresis es la separación física del citoplasma endos células hijas durante la división celular. Tanto en la mitosis comoen la meiosis se produce al final de la telofase, a continuación de lacariocinesis. En el caso de algunas células algunos hongos, por ejemplono se produce la citocinesis, ya que estos organismos duplican sunúcleo manteniendo el citoplasma unido, consiguiendo así célulasplurinucleares.

Su mecanismo es distinto en la célula animal (por estrangulamiento) ovegetal (por tabicación):

En células animales la formación de un surco de división implica unaexpansión de la membrana en esta zona y una contracción progresivacausada por un anillo periférico contráctil de actina asociada amiosina. Este anillo producirá la separación de las dos células hijas porestrangulación del citoplasma.

Las células vegetales tienen un proceso diferente de división, queconsiste en la acumulación de vesículas procedentes del aparato deGolgi que contienen elementos de la pared celular en la zona media dela célula. Las vesículas se fusionan y entran en contacto con lasparedes laterales de la célula. De esta forma se origina el tabique ofragmoplasto que hará posible la división celular.

La citocinesis de la célula animal comienza poco antes de laseparación de cromátidas hermanas en la anafase de la mitosis.A partir de miosinas II no musculares y de filamentos de actinase forma meridionalmente un anillo contráctil en el córtexcelular (adyacente a la membrana celular). La miosina II utiliza laenergía libre liberada cuando se hidroliza el ATP para moverse alo largo de los filamentos de actina, obligando a la membranacelular a formar un surco de segmentación. La hidrólisiscontinuada provoca que el surco ingrese hasta que se forma unaestructura llamada cuerpo medio y el proceso de abscisiónsegmenta a este último en dos. La abscisión depende de losnervios de septina bajo el surco de segmentación que conformanuna base estructural para asegurar que la citocinesis secompleta. Después de la citocinesis, microtúbulos no cinetocorosse reorganizan formando unas nuevas venas cuando el ciclocelular vuelve a la interfase. La posición del anillo contráctilprovoca varios efectores cascada (como las proteínas quinasaROCK y citrón) para promover la activación de la miosina en unaregión particular del córtex celular.

EL HUSO CENTRALJunto con la formación del anillo contráctil, se forma el "huso central",una estructura también basada en microtúbulos. Muchas especiesrequieren el huso central para cumplir eficientemente la citocinesis.

REGULACIÓN TEMPORAL DE LA CITOCINESIS

La citocinesis esta regulada temporalmentepara asegurar que sólo ocurre después de laseparación de las cromátidas hermanasdurante divisiones celulares normales. Paralograrlo, muchos componentes de lamaquinaria citocinética están regulados paraasegurar que son capaces de cumplir unafunción particular en un estadio particulardel ciclo celular.

SENESCENCIA: EL ENVEJECIMIENTO

DE UNA CÉLULA

SENESCENCIA

Las células no se dividen eternamente. Si cultivamos

una muestra de células tomadas de un tejido

embrionario, observaremos que se dividen alrededor

de 50 veces; luego entran en un estado llamado

senescencia o envejecimiento celular del cual nunca

salen. Se han demostrado que cuanto mayor es la

edad del organismo, menor es el numero de veces

que las células se dividen en cultivo. La restricción en

el numero de divisiones se han correlacionado con el

acortamiento progresivo que ocurre en los extremos

de los cromosomas los -telómeros- a lo largo de los

sucesivos ciclos celulares.

PROCESO DE

SENESCENCIA

La senescencia celular es el

proceso iniciado como respuesta al

daño ocurrido en una célula, y

constituye una ruta alternativa de

respuesta a la muerte celular

programada y es de vital importancia

para suprimir la formación de células

cancerígenas. También está

asociada a la reparación de tejidos e

inflamación de los mismos, procesos

asociados al crecimiento de tumores.

De esta manera, la senescencia

celular está asociada a los procesos

de supresión y promoción de tumores

simultáneamente, al igual que en el

envejecimiento y reparación de

tejidos, roles que son diametralmente

opuestos.

FENOTIPO DE LA CÉLULA

SENESCENTE

Aumento del tamaño de la célula, algunas veces

hasta el doble del tamaño original.

Aumento de la producto de cambios en el

compartimiento lisosomal, que β-galactosidasa,

aumenta su tamaño, lo que incrementa los niveles

enzimáticos.

Expresión de inhibidores kinasas ciclin-

dependientes(CDKi) son capaces de activar procesos

de senescencia sin activar la respuesta de daño

genético común al proceso.

El ADN de células senescentes también presenta

alteraciones en la cromatina esto hace que refuercen

la senescencia.

ESTÍMULOS DE

SENESCENCIA Es importante recordar que la senescencia celular es un proceso

iniciado por distintos estímulos, y cualquiera de ellos o la combinación

de los mismos inicia el proceso.

El primer estímulo de senescencia conocido es el acortamiento de

telómeros , debido a la ausencia de telomerasa en la mayor parte de

las células somáticas. Durante la fase S de la replicación celular se

pierde una sección del extremo de un cromosoma debido a la

unidireccionalidad de las ADN polimerasas Por otra parte, estudios

recientes han demostrado que la disfunción telomérica inicia la

senescencia al activar una señal de daño genético persistente.

Esta señal puede producirse en varios sitios no teloméricos del ADN

de la célula, ya sea por el rompimiento de la doble hélice, por la

presencia de compuestos como los inhibidores de la histona

deacetilasa, que relaja la cromatina sin inducir daño en el ADN, o bien

por el supresor de tumores que pueden activar la proteína ataxia

telangiectasia mutada(ATM)que inicia la respuesta de daño genético.

EL RELOJ MITÓTICO

Los estudios que se han realizado muestran que

el momento en el cual la célula ingresa al estado

de senescencia no depende de un tiempo

cronológico o metabólico sino del número de

divisiones celulares que han tenido lugar. Cuando

se estudiaron precisamente algunos de los

elementos que cambian de generación en

generación en estas líneas celulares se observó

que un parámetro crítico para que la célula entre

en estado de senescencia es la longitud de los

telómeros.

LOS TELÓMEROS

Los telómeros son las regiones de los extremos

de los cromosomas y están compuestos de

secuencias repetitivas de ADN que no codifican

para ningún gen en particular. Una de sus

funciones esenciales es la de proteger al resto

del cromosoma de la degradación y de la unión

de los extremos del ADN entre sí por enzimas

reparadoras. Si bien la célula duplica su ADN

previamente a la división no es capaz de copiar

la totalidad de la secuencia del telómero y,

como resultado, el telómero se hace más corto

en cada replicación, perdiéndose alrededor de

50 a 200 nucleótidos en cada ciclo de división

celular.

El desgaste del telómero con la sucesión de

ciclos celulares, impide su función protectora,

con lo que el cromosoma se hace inestable,

aparecen errores en la segregación durante la

mitosis, anomalías genéticas y diversos tipos de

mutaciones. Las células que presentan estos

defectos, no sólo son incapaces de duplicarse,

sino que dejan de ser viables, activándose los

procesos de muerte celular programada.

LA TELOMERASA

Esto no sucede en todos los tipos celulares.

Las células germinales y algunas células de la

sangre cuentan con una enzima activa que es

la telomerasa que continuamente agrega DNA a

los extremos de los cromosomas, con lo que se

evita su acortamiento.

Esta enzima se expresa en pocas células

normales pero está activa en alrededor del 90%

de las células cancerosas, lo cual les permite

reproducirse sin límites. Cuando la telomerasa

se inhibe experimentalmente en células

cancerosas, se limita el crecimiento celular.

EL PROCESO DE MUERTE CELULAR

APOPTOSIS Y NECROSIS

Durante el desarrollo de los organismos, se eliminan ciertas células,

ya sea por haberse producido en exceso, o porque forman parte de

estructuras transitorias durante la formación del organismo adulto.

Dicha eliminación ocurre por un proceso que involucra muerte celular,

donde la eliminación de los restos celulares se realiza por fagocitosis.

Este tipo de muerte celular participa en diversos procesos tales como:

la eliminación del 50 % de las neuronas que se producen durante el

desarrollo del sistema nervioso de los vertebrados; la degeneración

de estructuras remanentes de la evolución, además elimina linfocitos

defectuosos y da forma a organismos en desarrollo. La cola de los

renacuajos se elimina por apoptosis, en los embriones humanos, las

células que forman las membranas interdigitales se eliminan también.

Muchas de las células infectadas por virus o con mutaciones en el

ADN también son eliminadas por apoptosis lo cual constituye un

mecanismo de defensa del organismo.

Esta muerte natural de las células está diseñada de tal forma que el

contenido intracelular no se vierta al exterior, como ocurre en la

muerte accidental de algunas células ante condiciones nocivas

extremas por ejemplo: necrosis causando daño al tejido adyacente y,

en el organismo adulto, inflamación.

La MCP también ocurre en el organismo adulto para controlar

la masa celular de algunos órganos como el hígado, en el

recambio continuo de algunos epitelios y en funcionamiento del

sistema inmune.

El control de la muerte celular es fundamental, no solo por las

repercusiones drásticas si no se realiza adecuadamente

durante el desarrollo, sino también porque la falta o exceso de

muerte celular puede conducir a trastornos en el organismo

adulto. Asi, por ejemplo, alteraciones que provoquen muerte

celular fuera de tiempo o de lugar producen enfermedades

degenerativas, como la enfermedad de Alzheimer o el mal de

Parkinson, ambas asociadas a muerte neuronal, mientras que

una inhibición de la apoptosis puede ser crítica en el

surgimiento del cáncer.

CONTROL DE LA APOPTOSIS

LOS VIRUS CONTIENEN GENES

CONTROLADORES DE LA

APOPTOSIS

Algunos virus contienen genes controladores de la

apoptosis puesto que normalmente las células del sistema

inmune detectan y matan a células infectadas, de manera

que resulta conveniente para la propagación de un virus no

sólo promover la propagación sino además bloquear la

apoptosis, su finalidad es tratar supuestamente de proteger

a la célula de entrar en apoptosis y gracias a un gen que

poseen les permite mantener vivas a las células, puesto

que son las fábricas para producir su progenie.

FACTORES EXTERNOS AFECTAN

LA SOBREVIVENCIA CELULAR

Dos mecanismos podrían desencadenar el proceso de MCP. En uno de

ellos una señal extracelular activaría el proceso de muerte, mientras que,

en otro, las señales extracelulares podrían estar impidiendo la muerte de

la célula, es decir factor de sobrevivencia. Se dice que la mayoría de las

células están listas para morir y que requieren, por tanto, de la presencia

continua de factores extracelulares para promover su sobrevivencia. Por

ejemplo: durante el desarrollo del sistema nervioso, ocurre una muerte

neuronal masiva, donde sobreviven sólo aquellas neuronas cuyos axones

alcanzaron su célula blanco, proveedora de las señales necesarias para

mantener vivas a las neuronas. Igualmente el tamaño de un órgano podría

depender de factores de sobrevivencia limitantes, es decir, que sólo un

número limitado de células tenga acceso a ellos, si el número de células

aumenta este valor, el exceso de células automáticamente muere. En

consecuencia se considera que las células necesitan de señales de otras

células para sobrevivir, de la misma manera que una célula necesita

señales de otras células para proliferar o diferenciarse.

Los primeros cambios morfológicos

que ocurren durante la apoptosis

incluyen la pérdida de los contactos

celulares y estructuras membranales

especializadas, así como la formación

de protuberancias. asociada a estos

cambios, se da una disminución de la

turgencia, aparentemente debido a la

pérdida de líquido intracelular. Por lo

tanto, la cromatina se condensa, se

fosforila y desensambla la lámina

nuclear; posteriormente se fragmenta el

núcleo, mientras que el retículo

Endoplasmatico se dilata y forma

vesículas que se fusionan con la

membrana plasmática. Finalmente, la

célula se rompe en varias vesículas

llamadas cuerpos apoptóticos que

contienen organelos intactos y

fragmentos nucleares, los cuales son

fagocitados. A nivel bioquímico, ocurre

la activación de proteasas específicas

denominadas caspasas; a consecuencia

de lo cual se activa una endonucleasa

que degrada paulatinamente el ADN.

Caspasas Las caspasas son proteínas clave en la

transducción y ejecución de la señal

apoptótica inducida por una diversidad de

estímulos. Se encuentran en la célula como

precursores inactivos que necesitan ser

cortados para iniciar su actividad. Existen dos

grandes grupos de caspasas, las

denominadas iniciadoras y las ejecutoras. Las

caspasas iniciadoras son activadas por

autoproteólisis cuando son translocadas a

compartimientos específicos o mediante

adaptadores/activadores.

Las caspasas ejecutoras son activadas mediante

el corte específico mediado por las caspasas

iniciadoras. Estas proteasas son las encargadas

de los cortes finales de sustratos que provocan la

morfología típica de la apoptosis. Entre éstos se

encuentran proteínas de señal, de reparación de

ADN, estructurales, factores de transcripción, etc.

Las caspasas representan un nuevo paradigma de

la transducción de la señal y se encuentran

implicadas en un gran número de procesos

fisiológicos y patológicos. En un futuro podrían

servir como marcadores de procesos patológicos y

como blanco de nuevas terapias.

La NecrosisEs la muerte patológica de un conjunto de células o decualquier tejido, provocada por un agente nocivo quecausa una lesión tan grave que no se puede reparar ocurar. Por ejemplo, el aporte insuficiente de sangre altejido o isquemia, un traumatismo, la exposición a laradiación ionizante, la acción de sustancias químicas otóxicos, una infección, o el desarrollo de una enfermedadautoinmune o de otro tipo. Una vez que se ha producido ydesarrollado, la necrosis es irreversible. Es una de lasdos expresiones morfológicas reconocidas de muertecelular dentro de un tejido vivo.En este caso la célula se hincha y explota, y derrama sucontenido en el entorno. En los vertebrados, estoproduce una inflamación que recluta glóbulos blancos yque puede lesionar el tejido normal que la circunda.

Lesión celular

La célula tiene una extraordinaria capacidad deadaptación. Cuando un agente externo o interno altera engran parte su fisionomía, sobrepasando los límites de dichaadaptabilidad, surge la lesión celular que puede serreversible o irreversible.

Causas de lesión

Isquemia e hipoxia

Traumatismo

Sustancias químicas

Agentes infecciosos

Variaciones térmicas

Radiaciones ionizantes

Agentes inmunológicos

Alteraciones genéticas

Desequilibrios nutricionales