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National Human Genome Research Institute

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National Human Genome Research Institute

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El ciclo celular es el nombre con el que se conoce el proceso mediante el cual las células se duplican y dan lugar a dos nuevas células. El ciclo celular tiene distintas fases, que se llaman G1, S, G2 y M. La fase G1 es aquella en que la célula se prepara para dividirse. Para hacerlo, entra en la fase S, que es cuando la célula sintetiza una copia de todo su ADN. Una vez se dispone del ADN duplicado y hay una dotación extra completa del material genético, la célula entra en la fase G2, cuando condensa y organiza el material genético y se prepara para la división celular. El siguiente paso es la fase M, cuando tiene lugar la mitosis. Es decir, la célula reparte las dos copias de su material genético entre sus dos células hijas. Después de haber completado la fase M, se obtienen dos células (de donde había sólo una) y el ciclo celular empieza de nuevo para cada una de ellas.

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El ciclo celular es el nombre con el que se conoce el proceso mediante el cual las células se duplican y dan lugar a dos nuevas células. El ciclo celular tiene distintas fases, que se llaman G1, S, G2 y M. La fase G1 es aquella en que la célula se prepara para dividirse.

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Mónica Martínez Adell, Genotipia
Nuestra vida comienza a partir de una única célula: el cigoto. Durante su desarrollo se divide sucesivamente y así finalmente se forma un ser humano listo para nacer. Luego, una vez nacemos, seguimos creciendo hasta llegar a la edad adulta, y para crecer se necesitan más células. Por lo tanto nuestras células se siguen dividiendo. Pero la división celular no solamente está implicada en el crecimiento y desarrollo, también es el mecanismo que hace posible la renovación de los tejidos, el cierre de las heridas, etc.

Sabemos que la división celular es un fenómeno que ocurre constantemente en nuestro organismo y que es fundamental, pero ¿cómo se regula? Es lógico pensar que una célula no puede dividirse cuando quiera, pues sabemos que un proceso tan importante debe estar muy bien controlado.

Igual que los seres vivos, las células tienen un ciclo de vida, el ciclo celular. Una célula se forma a partir de otra célula que se ha dividido, y más tarde esa nueva célula se puede dividir y dar lugar a dos células hijas. A continuación veremos las distintas fases que existen en el ciclo celular y las proteínas y factores de transcripción que regulan el paso de una fase a otra.

Fase G1. Durante esta fase la célula crece y sintetiza algunos componentes que va a necesitar más adelante, por ejemplo más orgánulos.

Fase S. Tiene lugar la duplicación del material genético de la célula. En la fase anterior la célula tenía dos copias de cada cromosoma (una de la madre y otra del padre), pero cuando pasa por la fase S se duplica todo el ADN, por tanto pasa a tener cuatro copias de cada cromosoma (dotación 4n).

Fase G2. Como se acaba de duplicar el ADN, la célula presenta el doble de material genético. Durante esta fase la célula se prepara para la división celular, continúa creciendo y sintetizando orgánulos. Además distribuye su contenido para que se separe equitativamente cuando la célula se divida.

Fases del ciclo celular

Fase M. En esta fase tiene lugar la división celular. Para el crecimiento y desarrollo, así como para la renovación de los tejidos las células se dividen por mitosis. Es decir, a partir de una célula madre se obtienen dos células hijas con el mismo contenido genético. Sin embargo, la generación de los gametos ocurre por meiosis. Un precursor de gametos al dividirse da lugar a 4 células con la mitad de contenido genético, y diferentes entre sí.

Al conjunto de las fases mencionadas anteriormente se le denomina interfase. Una vez llega a G2, el siguiente paso para la célula es dividirse.

Después de la fase M las células hijas pueden entrar en fase G1 y seguir preparándose para su división, o pueden entrar en la fase G0, en cuyo caso no se dividen. La fase G0 es como un estado de reposo en cuanto a la división, pero la célula sí que realiza sus funciones en el tejido en el que se encuentra. Una vez en G0, algunas células pueden volver a entrar en el ciclo y seguir dividiéndose, pero otras permanecen en G0 indefinidamente.

Regulación del ciclo celular

Para entrar en el ciclo las células reciben señales externas, como nutrientes o factores de crecimiento. Una vez pasan el denominado punto de restricción, que es el paso de G1 a S, el avance en el ciclo depende de la propia maquinaria celular.

La progresión en el ciclo celular está regulada por la acción de las proteínas CDKs, que son quinasas dependientes de ciclinas, y por las ciclinas. Las quinasas son proteínas que se encargan de fosforilar determinados sustratos, como otras proteínas. El hecho de añadir un fosfato a una proteína puede activar o inhibir su función, por lo tanto la fosforilación es una forma de regular procesos celulares. Las principales dianas de las CDKs son los factores de transcripción, un tipo de proteínas que regulan la transcripción de los genes.

Por otra parte, las ciclinas son un tipo de proteínas implicadas en el ciclo celular que se encargan de activar a las CDKs. Es decir, las CDKs son activas (fosforilan otras proteínas) cuando están unidas a una ciclina. Los niveles de cada ciclina van variando durante las distintas fases del ciclo celular, esto hace que en cada fase actúen unas quinasas distintas y por tanto la transcripción génica sea diferente. Además existen las CKIs, que son proteínas inhibidoras de las CDKs que se encargan de evitar que haya actividad de CDK-ciclina cuando no toca.

Fase G1. Para la entrada en G1 y el avance en la fase G1 se requieren altos niveles de la ciclina D, que se une a CDK4 y CDK6.

Fase S. La transición de G1 a S ocurre cuando hay altos niveles de la ciclina E, que se une a la CDK2. Luego durante la fase S, la replicación del ADN tiene lugar cuando suben los niveles de ciclina A, que se une también a la CDK2.

Fase G2. Para la transición de G2 a M, siguen habiendo altos niveles de ciclina A, pero cuando se une a la CDK1 es cuando ocurre esta transición.

Fase M. Una vez que la célula ha entrado en la fase M, la mitosis es regulada por la ciclina B unida a la CDK1.

Ciclinas y CDKs en cada fase:

Puntos de control

Transición G1/S. En este punto de control se comprueba que la célula haya adquirido el tamaño suficiente para dividirse, que tenga suficientes nutrientes y que el ADN no esté dañado. También tiene que haber señales que indiquen a la célula que debe dividirse.

Transición G2/M. Una vez el ADN ya se ha replicado, antes de dividirse la célula comprueba si el ADN se ha replicado por completo y si tiene daños.

Fase M. Hay un punto de control en la transición entre dos fases de la mitosis, la metafase y la anafase. En la metafase los cromosomas se encuentran alineados en el centro de la célula, unidos al huso acromático. En la anafase los cromosomas se separan, la mitad van a un lado y la otra mitad al otro. El huso acromático tira de los cromosomas para separarlo. En este punto de control se comprueba que los cromosomas estén correctamente alineados, para que el reparto de material genético sea igual entre las dos células, y también que estén correctamente unidos al huso acromático.

Las ciclinas, CDKs y CKIs controlan el avance en el ciclo celular, pero la célula debe asegurarse de que todo está correctamente antes de activar las vías de señalización en las que participan dichas proteínas, para avanzar a la siguiente fase. Las condiciones internas y externas de la célula se comprueban en distintos puntos a lo largo del ciclo, llamados puntos de control. Son los siguientes:

Cáncer y ciclo celular

Es importante controlar que las células no se dividan más de la cuenta y que no se dividan si presentan un daño importante en el ADN, ya que una mala regulación del ciclo celular puede dar lugar a cáncer. Las células cancerosas escapan al control del ciclo celular, presentan determinadas mutaciones que les permiten dividirse continuamente. Además, como se dividen por su cuenta sin ninguna regulación, las mutaciones que presentan van a permanecer en las células hijas.

Hemos visto que es importante que el ciclo celular esté bien regulado y que si no lo está las células pueden volverse cancerosas. Por lo tanto, estudiar el funcionamiento del ciclo celular y conocer la función de todos los reguladores implicados nos puede ayudar a entender mejor el cáncer.

Fuentes:

Barnum KJ, O'Connell MJ. Cell cycle regulation by checkpoints. Methods Mol Biol. 2014;1170:29-40. doi: 10.1007/978-1-4939-0888-2_2. PMID: 24906307; PMCID: PMC4990352.
https://es.khanacademy.org/science/ap-biology/cell-communication-and-cell-cycle/cell-cycle/a/cell-cycle-phases https://es.khanacademy.org/science/ap-biology/cell-communication-and-cell-cycle/regulation-of-cell-cycle/a/cell-cycle-regulators Si te ha gustado esta entrada y te interesa la genética, descubre nuestros nuevos cursos y formación universitaria, así como nuestro canal audiovisual Genotipia TV.
Van den Heuvel S. Cell-cycle regulation. WormBook. 2005 Sep 21:1-16. doi: 10.1895/wormbook.1.28.1. PMID: 18050422; PMCID: PMC4781127.

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Desde que se forma hasta que se divide una célula pasa por distintas etapas, conocidas como ciclo celular. El ciclo debe estar bien regulado.

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El ciclo celular se puede considerar como una sucesión de etapas por las que transcurre la vida de una célula que está proliferando. Una célula "nace" a partir de la división de una predecesora, pasa por una serie de etapas donde crece, replica su ADN, duplica su tamaño y, por último, se divide para dar dos células hijas que comenzarán de nuevo el ciclo. Muchas células, sin embargo, no se dividirán nunca, como las neuronas, y otras nacerán no de la división sino de la fusión de dos células, como ocurre cuando se fusionan dos gametos para dar un zigoto y crear un organismo nuevo, o cuando se fusionan los mioblastos para dar las células musculares esqueléticas. Finalmente, algunas células morirán.

Hay dos tipos principales de células en los organismos pluricelulares: las células somáticas y las células germinales. Cada célula somática o germinal puede proliferar y terminar su ciclo celular dividiéndose y convirtiéndose en dos células hijas con la misma dotación génica que su antecesora por un proceso denominado mitosis. Las células somáticas producen otras célula somáticas y las célula germinales producen otras células germiales. Sin embargo, las células germinales pueden dar también a gametos. Esta distinción es importante porque sólo las células germinales pueden entrar en un proceso denominado meiosis, mediante el cual se consiguen cuatro gametos haploides a partir de una célula germinal diploide.

En las siguientes páginas se van a tratar las etapas del ciclo de las células somáticas que proliferan. También veremos ejemplos de células que abandonan el ciclo celular y que son muy longevas, y otras que no lo completan porque mueren. La muerte de las células puede ser por daños que no se pueden reparar o por un suicidio celular inducido fisiológicamente denominado apoptosis.

1. Fases

El ciclo celular contiene una serie de etapas denominadas: G1, S, G2 y M (las letra G significa intervalo o " gap", la S síntesis y la M mitosis) (Figura 1). Esta secuencia se mantiene en prácticamente todas las células que proliferan y sólo ocasionalmente alguna de las fases es omitida. Las fases G1, S y G2 se suelen agrupar en la denominada interfase.

Figura 1. Fases del ciclo celular de una célula eucariota. Las fases G1, S, y G2 se agrupan en una fase mayor denominada interfase. La flecha indica el orden de las fases.

La fase G1 es la primera por la que pasa una célula. Es la etapa más larga y más variable, y en ella se produce crecimiento celular hasta alcanzar el tamaño óptimo. Existe un sistema molecular, denominado punto de control, que impide que la célula comience la siguiente etapa, fase S, si no se han alcanzado todos los requisitos necesarios para avanzar en el ciclo celular. Por ejemplo, un tamaño inadecuado o tener el ADN dañado. No todas las células de un organismo adulto proliferan continuamente, sino que la mayoría detienen el ciclo celular para realizar una función en el organismo, reparar errores, para quedar estáticas por un tiempo, o para morir. Las células abandonan el ciclo celular en la fase G1 y se dicen que pasan a la fase G0. Algunas de estas pueden volver a reemprenderlo entrando de nuevo en la fase G1, o permanecer en un estado diferenciado para siempre.

En la fase S o de síntesis se duplica el ADN. Ésta es una acción compleja debido a la gran longitud de las hebras de ADN que se encuentran en un núcleo eucariota. Además, la replicación del ADN debe cumplir dos condiciones: una sola replica y cometer los menos fallos posibles. Cualquier error en la copia del ADN puede llevar a daños letales para las células hijas o incluso para la totalidad del organismo.

La fase G2 es la segunda etapa de crecimiento, más breve que la G1, en la que además se sintetizan productos necesarios para la siguiente etapa, la fase M, en la que se producirá la división celular

Cromosomas

La fase M es quizás la más compleja y la que supone una mayor reordenación de los componentes celulares. Durante esta fase se separan todos los componentes celulares en dos partes para formar dos células nuevas e independientes. Hay multitud de procesos moleculares que se disparan y avanzan en paralelo. La mitosis es el mecanismo por el cual se reparten los cromosomas para formar los dos núcleos de las células hijas. La mitosis se puede dividir a su vez en varias etapas relacionadas con los diferentes estados por los que va pasando el ADN (Figuras 2 y 3). Se denominan profase, metafase, anafase y telofase, durante las que el ADN se compacta, forma cromosomas, éstos se organizan y segregan, y finalmente se descondensan para formar los núcleos de las células hijas. Durante todo este proceso ocurren otros en paralelo: rotura de la envuelta nuclear, formación del huso mitótico y reparto de componentes citoplasmáticos. Al mismo tiempo, en las últimas fases de la mitosis comienza la citocinesis, mecanismo molecular para la división del citoplasma de la célula madre en dos. En las células animales es consecuencia de un estrangulamiento del citoplasma de la célula progenitora por un anillo formado por las proteínas actina y miosina. Durante la citocinesis en las células vegetales se sintetiza una pared celular que terminará por separar el citoplasma inicial en dos citoplasmas que tendrán cada una de las células hijas. Cuando termina la fase M, en general, tenemos dos células hijas independientes e iguales a la progenitora.

Figura 2. Imagen del epitelio del intestino de una rata donde se produce un alta proliferación celular.

Figura 3. Diferentes etapas por las que pasa una célula vegetal de un meristemo de cebolla durante su ciclo celular. La interfase agrupa a las fases G1, S y G2. La mitosis (fase M) incluye a la profase, metafase, anafase y telofase. La citocinesis supone la creación de la pare celular que separará las dos células hijas.

2. Variabilidad

Regulación del ciclo celular

El ciclo celular de los distintos tipos celulares dentro de un tejido o de un organismo debe estar fuertemente controlado y coordinado. Por ejemplo, a qué velocidad se repara un tejido dañado, se reemplazan las células de la sangre, o crece un tallo o una raíz. La frecuencia y el tiempo en los que un tipo celular completa un ciclo celular es variable y provoca una mayor o menor tasa de proliferación, es decir, de producir células nuevas. Durante el desarrollo embrionario y juvenil los animales crecen en tamaño y muchos tipos celulares contribuyen a ello, por tanto la frecuencia con la que entran en el ciclo celular es alta. Sin embargo, alcanzado el tamaño adulto muchas poblaciones celulares detienen o disminuyen sus tasas de proliferación, ajustándolas a las necesidades de reparación, mantenimiento o supervivencia de un determinado tejido, y del organismo. En algunas ocasiones ocurren errores en ciertas células que escapan a dichas regulaciones del ciclo celular y se dividen sin control. Éstas son las células cancerosas.

La longitud o duración del ciclo celular, es decir, cuánto tiempo tarda una célula en dividirse desde que se originó, determina también con qué velocidad se incrementa el número de células de una población. La duración del ciclocelular varía entre especies de organismos y también entre tipos celulares dentro de un mismo organismo. Así, en los embriones de mosca del vinagre el ciclo dura sólo 8 minutos (carecen de fase G1 y G2), mientras que en el hígado de los mamíferos los hepatocitos pueden tardar en dividirse un año porque permanecen en fase G0 durante la mayor parte del tiempo. Pero en general, en las células que se dividen normalmente en los mamíferos, la longitud del ciclo suele ser de 24 horas.

La longitud de las fases del ciclo celular, es decir, cuánto tiempo pasa la célula en ellas, son más largas o más cortas dependiendo del tipo celular y la especie (Figura 4). En mamíferos, en las células que proliferan continuamente, la mitad de la longitud del ciclo suele estar ocupado por G1 y casi la otra mitad es la fase S, mientras que las fases G2 y M son mucho más cortas. Además, la fase que es más variables entre distintos tipos de células es la fase G1, mientras que la fase S es bastante uniforme.

Figura 4. Ciclos celulares de distintos tipos celulares y especies indicando el tiempo total del ciclo y la duración de cada fase (modificado de Morgan 2007).

Curiosamente el ciclo celular está adaptado al ritmo circadiano en muchas especies. Este ritmo circadiano está controlado por un reloj interno de las célula, que parece estar en todas las células, incluidas las procariotas. Ocurre en células eucariotas cultivadas in vitro por ejemplo. Este reloj circadiano está controlado por factores de transcripción inhibidores y activadores que oscilan en el tiempo.

Bibliografía ↷

Bibliografía
Morgan DO. 2007. The cell cycle. Principles of control. New Science Press LTD. London. ISBN-13:978-0-9539181 -2-6.

Yanagida M. 2014. The Role of Model Organisms in the History of Mitosis Research. Cold Spring Harbour perspectives in biology. 6: a015768.

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Manuel Megías, Pilar Molist, Manuel Ángel Pombal

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La célula. 8. Ciclo celular. Atlas de Histología Vegetal y Animal

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El ciclo celular se puede considerar como una sucesión de etapas por las que transcurre la vida de una célula que está proliferando. Una célula "nace" a partir de la división de una predecesora, pasa por una serie de etapas donde crece, replica su ADN, duplica su tamaño y, por último, se divide para dar dos células hijas que comenzarán de nuevo el ciclo.

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La mitosis y el ciclo celular. Bio[ESO]sfera - Biología

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ejercicios ciclo celular bio 2o bach 18 1

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Cuestionarios de la célula. Ciclo celular. Atlas de Histología Vegetal y Animal.

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Manuel Megías, Pilar Molist, Manuel Ángel Pombal

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Cuestionarios de la célula. Ciclo celular. Atlas de Histología Vegetal y Animal.

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Identifican un factor crucial para que las células tumorales durmientes resistan a la quimioterapia en cáncer colorrectal

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La quimioterapia ataca a las células que proliferan de forma descontrolada. Algunas células tumorales son capaces de enlentecer su ciclo celular de manera que evitan la acción del tratamiento. No solo adquieren esta quimiorresistencia sin necesidad de mutaciones genéticas, sino que son capaces de una vez acabado el tratamiento, incluso años más tarde, recuperar la velocidad de proliferación, provocando la progresión del tumor y la recaída del paciente.

Investigadores del Vall d'Hebron Instituto de Oncología (VHIO), que forma parte del Campus Vall d'Hebron, coliderados por el jefe del Grupo de Células Madre y Cáncer, el Dr. Hector G. Palmer, y la investigadora sénior del mismo grupo, la Dra. Isabel Puig, han identificado el factor DPPA3 como la molécula encargada de regular la adquisición de un ciclo celular lento por parte de las células tumorales de cáncer colorrectal y, por lo tanto, hacerlas resistentes a la quimioterapia. Los resultados del estudio se han publicado en la revista Cell Reports.

"La mayoría de los pacientes con cáncer colorrectal adquieren resistencia a la quimioterapia de forma relativamente rápida y acaban sufriendo recaídas" explica el Dr. Hector G. Palmer. "Una de nuestras líneas de investigación es descubrir los mecanismos que regulan la progresión de la enfermedad y la adquisición de resistencias para tratar de hallar nuevos biomarcadores y dianas terapéuticas que eviten las recaídas".
Reactivar la proliferación de las células tumorales
El estudio que ha publicado la revista Cell Reports es el resultado de los trabajos de tesis de las investigadoras Estefanía Cuesta y Cándida Salvans en el Grupo de Células Madre y Cáncer del VHIO.

"Estudiamos la sobreexpresión de DPPA3 en muestras de tumores primarios y metástasis de pacientes con cáncer colorrectal" afirma la Dra. Estefanía Cuesta primera autora del estudio junto a Cándida Salvans "y observamos que los pacientes que tenían niveles altos de DPPA3 recaen más a menudo que los que no, por lo tanto, es un factor capaz de predecir la recaída no por mutaciones genéticas sino por plasticidad celular. Además, aquellos pacientes que expresaban altos niveles de DPPA3 en el tumor primario dejaron de expresarlo en la metástasis. Esto sugiere que DPPA3 se desactiva en algún momento durante la progresión de la enfermedad para permitir a las células metastáticas que han resistido a la quimioterapia volver a proliferar".

Los investigadores plantearon dos posibles estrategias para controlar las recaídas. "Por un lado, si durante el tratamiento con quimioterapia somos capaces de bloquear este factor y evitar que las células adopten el estado durmiente, seguirán siendo sensibles a la quimioterapia que será más efectiva. La otra estrategia sería mantener la sobreexpresión de DPPA3 una vez acabado el tratamiento para evitar que recuperen el ciclo de proliferación y se mantengan latentes, evitando la recaída" explica la Dra. Isabel Puig.

Sin embargo, según modelos computacionales, debido a su estructura desordenada, actualmente no es viable diseñar un fármaco que se una e inhiba el factor DPPA3. "Por ese motivo decidimos estudiar las vulnerabilidades de las células que expresan este factor para tratar de bloquearlo de forma indirecta" afirma el Dr. Palmer.
Círculo vicioso entre células durmientes e hipoxia
El Grupo de Células Madre y Cáncer ha diseñado dos modelos celulares que replican las condiciones de los tumores de los pacientes que expresan altos niveles DPPA3 y resisten a la quimioterapia. "Gracias a estos modelos hemos sido capaces de descubrir el eje hipoxia-DPPA3, un círculo vicioso en el que niveles elevados de la proteína HIF1 (regulador de la hipoxia) mantienen niveles elevados de DPPA3 y viceversa, haciendo que las células tumorales continúen dormidas y adquieran resistencia a la quimioterapia" describe Cándida Salvans.

Este estudio ha permitido identificar el factor DPPA3 como biomarcador que predice quimiorresistencia y recaída de los pacientes e HIF1 como potencial diana terapéutica para desactivar el estado de latencia de las células y hacerlas sensibles a la quimioterapia.

Dado que actualmente los inhibidores de HIF1 son todavía muy tóxicos, el siguiente paso del equipo de investigadores tras descubrir este mecanismo es "utilizar estos modelos celulares para descubrir otras formas de romper este círculo vicioso entre DPPA3 e HIF1 que permitan sensibilizar estas células a la quimioterapia" sugiere la Dra. Puig.

"Mediante el uso de ratones avatar," concluye el Dr. Héctor G. Palmer "sería muy interesante enfocar experimentos preclínicos para evaluar la eficacia terapéutica de combinar el bloqueo del eje DPPA3-HIF1 con quimioterapia en réplicas de tumores de pacientes con altos niveles de DPPA3".

Esta investigación ha sido posible gracias al apoyo de la Asociación Española Contra el Cáncer, la Fundación "la Caixa", la Fundación FERO, la Agencia Estatal de Investigación y el Instituto de Salud Carlos III, CIBERONC (Centro de Investigación Biomédica en Red Cáncer), la Fundación Olga Torres y el Programa Horizon 2020 de la Unión Europea.

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Identifican un factor crucial para que las células tumorales durmientes resistan a la quimioterapia en cáncer colorrectal

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La quimioterapia ataca a las células que proliferan de forma descontrolada. Algunas células tumorales son capaces de enlentecer su ciclo celular de manera que evitan la acción del tratamiento.

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Desarrollada una técnica para observar en vivo la acción de la cohesina, las proteínas que 'enlazan' nuestros cromosomas

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DUPO - Diario de la Universidad Pablo de Olavide

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Un equipo de investigación del Centro Andaluz de Biología del Desarrollo (CABD) ha definido un método que ofrece una nueva mirada al funcionamiento en células vivas de la cohesina. Los investigadores del área de Genética de la UPO Emilio González Martín, Juan Jiménez y Víctor Álvarez Tallada han detallado los resultados del hallazgo en el artículo 'BiFCo: Visualizing cohesin assembly/disassembly cycle in living cells', publicado recientemente en la revista Life Science Alliance. En él, describen el uso de una técnica basada en la visualización por fluorescencia para detectar la formación y actividad de la cohesina, y en particular sus dinámicas de carga y descarga, en células vivas y a lo largo de todo el ciclo celular. Hasta el momento, la mayoría de los experimentos relacionados con la sustancia se realizaban in vitro, por lo que la técnica abre la puerta a la observación directa de su funcionamiento en células vivas, dentro de un contexto fisiológico.

La cohesina es un compuesto proteico que se dispone en forma de anillo asociado a los cromosomas y es imprescindible para mantener la estructura genética. En los últimos años ha sido objeto de creciente interés entre la comunidad científica. "Tiene muchas funciones -indica Álvarez Tallada, coautor del estudio-, una de ellas es que es responsable de mantener la cohesión de las cromátidas hermanas", es decir, los 'pares de copias' presentes en los cromosomas. "Esto es importante para mantener la integridad estructural de los cromosomas hasta que tienen que separarse en mitades durante la fase de mitosis, la división celular".

Si bien el debate sobre cómo estos procesos de carga y descarga tienen lugar continúa abierto, el investigador apunta a que la regulación de ese anillo, su "carga y descarga", resulta "fundamental" para la correcta segregación del material genético, así como para asegurar la replicación del ADN y la regulación de la expresión génica. Comprender cómo actúa la cohesina y qué papel juegan en sus procesos otros agentes reguladores de la cromatina, a la que frecuentemente se asocia, abre la puerta a una visión más detallada del impacto de estas proteínas en el genoma. Con ello, se podría identificar mejor el origen de las mutaciones que dan lugar a alteraciones genéticas, responsables de algunas enfermedades -cohesinopatías-, como el síndrome de Cornelia de Lange o el síndrome de Roberts.

Sin embargo, hasta el momento los métodos empleados en organismos vivos para investigar este complejo tienen limitaciones espaciales y temporales. Por ello, la mayor parte de la investigación se ha venido realizando in vitro, en lugar de trabajar in vivo bajo condiciones fisiológicas reales. Para dar respuesta a este problema, el equipo valoró recurrir a una técnica llamada complementación bimolecular fluorescente, en la que las partes implicadas de la cohesina se iluminan, distinguiéndose con precisión del resto del conjunto. Y lo hace de forma mucho más efectiva que el resto de esfuerzos hasta la fecha: "Existen otros sistemas fluorescentes para ver interacciones, pero en lapsos de tiempo muy cortos o bien no discriminan la proteína total de la proteína ensamblada", indica Álvarez Tallada.

Referencia:
González-Martín, E., Jiménez, J., & Tallada, V. A. (2023). BiFCo: visualizing cohesin assembly/disassembly cycle in living cells. Life Science Alliance. https://doi.org/10.26508/lsa.202301945

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Desarrollada una técnica para observar en vivo la acción de la cohesina, las proteínas que 'enlazan' nuestros cromosomas

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Este complejo desempeña un papel fundamental para mantener y regular la estructura génica, y sus mutaciones se asocian al desarrollo de algunos cánceres y enfermedades. Ahora, los investigadores Em...