FCEyN, DFBMyC QBIIA Ciclo Celular II Manuel J. Muñoz

Transcripción

1 FCEyN, DFBMyC QBIIA Ciclo Celular II Manuel J. Muñoz

2 Mitosis: CDK1-CycB

3 Transición G2-M Gobernada por CDK1-CycB

4 Transición G2-M Gobernada por CDK1-CycB CDK1-CycB fosforila mas de 70 proteínas involucradas en: Condensación del ADN Ruptura de la envoltura nuclear Rearreglo del citoesqueleto Ensamblado del huso mitó<co Cromosomas alineados

5 Cinetocoros libres (Mad2)? An< Mad2

6

7

8 El daño al ADN puede ocurrir en cualquier momento. De ser detectado, el ciclo se de<ene y el ADN se repara.

9 Daño al ADN HR NHEJ Ciclo Celular dependiente

10 Daño al ADN Cyclobutane pyrimidine dimer (CPD) Pyrimidine (6-4) pyrimidone photoproduct (6-4PP) La tasa de formación de CPDs en ADN celular es de una lesión cada 10 7 bases x J/ m -2 de radiación UVB. Imagen del Sol en el ultravioleta profundo obtenida por el Extreme Ultraviolet Imaging Telescope

11 rather than having a collec9on of specific enzymes each recognizing a different lesion, as is the case for base excision repair, NER senses the presence of a lesion through the distor9on it causes to the DNA structure T. Nouspikel

12

13 Daño al ADN: NER

14 Unscheduled DNA synthesis: Síntesis de ADN no programada fuera de la fase S α CPDs Células sincronizadas en G1: Incorporación de Wmidina triwada y revelado fotográfico de una placa puesta en contacto con el culwvo.

15 Daño al ADN: Enfermedades asociadas al mal funcionamiento del NER Pol η (XPV): TCR y GGR Ok, cancer prone Genomic Instability (GIN): Tendencia del genoma a adquirir mutaciones y aberraciones cromosómicas debido a defectos en la replicación o reparación. Unscheduled ProliferaWon: Ac<vación de la maquinaria del ciclo celular independientemente de la presencia o ausencia de señales mitogénicas o an<-mitogénicas.

16 Genomic Instability (GIN): Tendencia del genoma a adquirir mutaciones y aberraciones cromosómicas debido a defectos en la replicación o reparación. Unscheduled ProliferaWon: Ac<vación de la maquinaria del ciclo celular independientemente de la presencia o ausencia de señales mitogénicas o an<-mitogénicas. Mayor capacidad proliferawva Mayor suscepwbilidad a la acumulación de alteraciones genéwcas Progresión de tumores y adquisición de fenowpos agresivos Directa o indirectamente mediado por la desregulación de CDKs

17 Cuántas mutaciones se necesitan para transformar una célula? Mínima probabilidad de mutación (replicación) en un dado gen por división celular: 10-6 Teniendo en cuenta que existen divisiones celulares a lo largo de toda la vida en el cuerpo humano, un dado gen recibirá mutacioes Se es<ma que el desarrollo del cáncer necesita al menos que 10 genes sean mutados. Dónde? Oncogén: Aquel que vía su sobreexpresión puede transformar celulas. Protoncogén: Un gen normal el cual, luego de adquirir mutaciones, se puede comportar como un oncogén. Gen supresor de tumores: Aquel que luego se su inac<vación total o parcial promueve la transformación de las células. Normalmente involucrado en restringir o controlar la proliferación celular. Let me add a considera9on of the inheritance of tumors in order that a tumor may arise in such cases, the homologous elements in both series of chromosomes must be weakened in the same way. Theodor Boveri, patólogo, 1914

18 Cuántas mutaciones se necesitan para transformar una célula? Proto-oncogenes (ras, myc) Genes supresores de tumores (p53, RB) Probabilidad de mutación acwvadora? Probabilidad de mutación en ambos alelos? No es cierto que la probabilidad de mutar ambos alelos sea el cuadrado de la probabilidad de mutar uno solo Let me add a considera9on of the inheritance of tumors in order that a tumor may arise in such cases, the homologous elements in both series of chromosomes must be weakened in the same way. Theodor Boveri, patólogo, 1914

19 Perdida de Heterocigosis (loss of heterozigosity, LOH) Recombinación mitówca Conversión génica

20 Progresión en el cáncer de colon (epitelio inteswnal, renovación constante de células) MeWlación de Citosinas: Promotores (CpG). Generalmente asociada a silenciamiento aunque también a inestabilidad o fragilidad cromosómica.

21 El cáncer necesita Wempo

22 Daño al ADN

23 Genes inducidos por p53

24 Genes inducidos por p53 p53 p53 probability of entering senescence 0 1 t 2 t 1 time after DNA damage means of FISH. (E) CDKN1A and (F) PML in individual cells. a.u., arbitrary units; upplementary materials). (G) Modelfor. Transient damage encountered under al conditions is repaired quickly and pulses, allowing the cell to continue her from a large number of initial DNA w.sciencemag.org on June 14, 2012 Model for p53 dynamics controlling cell fate. Transient damage encountered under low-radia<on dose or physiological condi<ons is repaired quickly and generates a small number of p53 pulses, allowing the cell to con<nue dividing. Persistent damage whether from a large number of ini<al DNA lesions or a small number of irreparable breaks generates repeated p53 pulses that ul<mately trigger cellular senescence. t1 and t2 represent <me points in which the cumula<ve level of p53 is equal between pulsed and sustained condi<ons. However, the probability of entering senescence differs between these two types of dynamics. Pulsed p53 allows more <me for recovery from DNA damage, whereas sustained p53 accelerates this process. p53 Dynamics Control Cell Fate Jeremy E. Purvis et al. Science 336, 2012.

25 Ciclo Celular y Cáncer

26 Resumen/Conceptos Las células cancerosas acumulan mutaciones que resultan en tanto en un signalling mitogénico cons<tu<vo como en una respuesta defectuosa a señales an<-mitogénicas lo cual contribuye la proliferación no programada (unscheduled prolifera9on). La mayoría de los tumores poseen inestabilidad genómica (GIN) lo que conlleva mutaciones adicionales e inestabilidad cromosómica. Lo anterior resulta, en defini<va, en una mayor tasa prolifera<va y en una mayor suscep<bilidad a la acumulación de alteraciones gené<cas adicionales conllevando un aumento en la adquisición de feno<pos mas agresivos. Todo esto mediado, directa o indirectamente, por la desregulación de las CDKs dado que la con<nua proliferación o la re-entrada no programada al ciclo celular son caracterís<cas de células tumorales. La correcta progresión a través del ciclo es monitoreada por los checkpoints los cuales censan posibles defectos en la síntesis de ADN o la segregación de los cromosomas. La ac<vación del checkpoint induce el arresto del ciclo gracias a la inhibición de la ac<vidad de las CDKs. El arresto del ciclo permite a las células reparar los defectos y, por lo tanto, prevenir su transmisión a la siguiente generación.

27 Resumen/Conceptos Por ejemplo, el DNA damage checkpoint (independientemente de en que momento del ciclo ocurra) protege a las células del constante ataque al DNA ya sea exógeno o endógeno. De esta manera, las alteraciones en el ADN son censadas, las CDKs inac<vadas y el ciclo arrestado. El DNA damage checkpoint es el ejemplo mas estudiado de cross-talk entre checkpoint, CDK y cáncer. La ac<vación de ATM/ATR/Chk1/Chk2 en respuesta al daño al ADN produce un aumento en los niveles del inhibidor de CDK p21 o la inhibición del ac<vador de CDK CDC25. De esta manera, y gracias a la inhibición de la ac<vidad de las CDKs, se inhibe el pasaje a través de G 1 /S o G 2 /M.