18.6:

18.6: Duplicación del centrosoma

Centrosome Duplication

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Molecular Biology

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Centrosome Duplication

18.5: The Mitotic Spindle

18.7: Microtubule Instability

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02:25 min

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April 07, 2021

Overview

The primary microtubule organizing center (MTOC) in animal cells is the centrosome. A centrosome has two cylindrical centrioles at its core. Each centriole consists of nine sets of three microtubules held together by proteins. The centrioles are positioned at right angles to each other and surrounded by a shapeless protein cloud called the pericentriolar matrix, or pericentriolar material (PCM).

To ensure that each daughter cell receives a centrosome after cell division, centrosome duplication begins early in the cell cycle. Centrosome duplication is tightly regulated by cell cycle controls—such as cyclin-dependent kinase 2 (CDK2)—to prevent it from occurring more than once per cell cycle. Thus, by the time the cell reaches mitosis, it has two centrosomes.

Centrosome duplication coincides with phases of the cell cycle. During the G₁ phase of the cell cycle, the two centrioles in the centrosome separate, a process called centrosome disorientation.

During the G₁ and S phases, centrosomes are duplicated. A new centriole, called a procentriole, begins to form and elongate at the base of each of the two existing centrioles. The procentrioles elongate through S and G₂ until they are as large as the older centrioles. The four centrioles remain close together within the enlarged PCM until the cell enters mitosis.

During the G₂ phase, γ-tubulin and other PCM proteins accumulate in the centrosome, a process called centrosome maturation.

During the transition between the G₂ and M phases, the centrosomes begin to separate. The two mother centrioles become disconnected, and microtubule motor proteins move the two centrosomes apart.

Errors in centrosome regulation can cause abnormalities in the number of chromosomes and centrosomes. Centrosome abnormalities and defects in centrosome cycle progression are implicated in multiple diseases, notably cancer. Tumor suppressor proteins and oncogenes are linked to detrimental changes in tumor cell centrosomes, making these proteins an attractive treatment target.

Transcript

Un centrosoma es el principal organizador de microtúbulos de una célula eucariota y desempeña un papel vital en la formación del huso mitótico, una disposición bipolar de microtúbulos que separa a las cromátidas hermanas. Los dos polos del huso están formados por dos centrosomas colocados en sentido opuesto.

Sin embargo, antes del ciclo celular, la mayoría de las células animales contienen solo un centrosoma en el citoplasma. La quinasa dependiente de G1/S-ciclina o complejo Cdk, que consta de ciclina E y Cdk2 en células animales, ayuda a desencadenar la duplicación del centrosoma, así como la entrada en el ciclo celular.

Cada centrosoma consta de dos centriolos, que están encapsulados por una matriz pericentriolar proteica.

La duplicación del centrosoma comienza en la fase G1 temprana, cuando la separasa lleva a cabo la desacoplación de los dos centriolos. Una proteína perteneciente a la familia de las proteínas quinasas tipo polo, Plk-4, es un importante regulador de la biogénesis de los centriolos en los seres humanos.

Cerca del inicio de la fase S, un centriolo hijo comienza a crecer en ángulo recto con la base de cada centriolo.

Durante G2, los centriolos hijos suelen terminar de alargarse. Los cuatro centriolos permanecen muy juntos en el centrosoma hasta que la célula entra en mitosis.

Al comienzo de la mitosis, el centrosoma se divide en dos, lo que también se conoce como disyunción del centrosoma. Los dos centrosomas resultantes contienen cada uno un par de centriolos y la matriz pericentriolar. Ambos centrosomas nuclean un conjunto de microtúbulos, principalmente en el centriolo madre, formando colectivamente el huso mitótico.

El ciclo de vida del centrosoma y del cromosoma es similar en varios aspectos. Su duplicación ocurre solo una vez por ciclo y ambos se duplican a través de un proceso semiconservador en el que se produce una nueva copia a partir de la copia principal preexistente.

Además, al igual que los cromosomas, una copia del centrosoma se distribuye por igual a cada célula hija después de la división.

La duplicación excesiva del centrosoma puede afectar el ensamblaje del huso mitótico y hacer que los cromosomas se segreguen incorrectamente, lo que puede causar enfermedades como el cáncer.

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Centrosoma Centro Organizador de Microtúbulos Centriolo Matriz Pericentriolar División Celular Controles del Ciclo Celular Quinasa 2 Dependiente de Ciclina Mitosis Fase G1 Fase S Procentriolo Desorientación del Centrosoma Fase G2 Acumulación de Tubulina Maduración del Centrosoma