Regulación del ciclo celular: mitosis y cáncer

Conoce el detalle de los mecanismos mediante el cual el ciclo celular y mitosis son regulados y las consecuencias de su descontrol (tumores y cáncer).


Todos los procesos que tienen lugar durante la interfase y mitosis, tales como la replicación del ADN, cada etapa de la mitosis y la citocinesis, se activan gracias a un sistema de control central del ciclo celular. Éste es un mecanismo molecular que actúa cíclicamente, compuesto por un conjunto de proteínas dependientes entre sí que inducen y coordinan los procesos inherentes a la división. Durante un ciclo celular normal, el sistema de control está regulado por factores de retraso que pueden parar el ciclo en unos puntos de  control determinados si es que ciertas “preguntas moleculares” no son respondidas de manera óptima para dar inicio a la etapa siguiente. Estos puntos de control reciben el nombre de “check points” (puntos de chequeo o revisión); uno de ellos se encuentra al término de G1, punto en el cual la célula “debe responder a preguntas” tales como ¿se cuenta con todo lo necesario para poder efectuar una división celular? Si la respuesta molecular es negativa, la célula no sale de esta etapa hasta que cuente con todo lo necesario (tamaño, cantidad de moléculas, etcétera) que le permita sobrellevar óptimamente el proceso. Otro check point se encuentra al término de G2 donde se revisa que el ADN esté completamente replicado, y que esta copia sea fidedigna de su molde. El sistema de control del ciclo celular está basado en dos familias claves de proteínas. La primera es la familia de las proteínas quinasas dependientes de ciclinas (CDK), las cuales se encargan de activar mediante fosforilación (adición de moléculas de fósforo a su estructura) a la segunda familia, llamadas ciclinas. Las ciclinas se unen a las CDK y controlan sus reacciones de activación por fosforilación. El ensamblaje y desensamblaje de estas proteínas, ciclinas y CDK, su dirigen y regulan el ciclo celular.

Supresores de tumores, protooncogenes y oncogenes

El ciclo celular se detiene en respuesta a un ADN alterado u que presente fallas, el cual es mediado por la proteína p53 (producida por el gen p53) que se acumula en la célula como respuesta al daño en el material genético, induciendo la muerte de estas por vía programada (apoptosis). Se dice que el gen p53 es un gen supresor de tumores, ya que no permite la aparición de estos al inducir instantáneamente la muerte de células que han perdido el control en su regulación, por lo cual es conocido popularmente como “el guardián del genoma”. El gen p35 cuenta con 2 alelos; si una mutación afecta uno de estos alelos, la probabilidad de que la célula descontrole su ciclo celular y se transforme en una célula cancerígena aumenta exponencialmente. Por otra parte, existen genes que  se encargan de producir las moléculas que regulan el ciclo celular normal (ciclinas y CDK). Estos genes son denominados protooncogenes, y si sufren mutaciones, inducen instantemente una desregulación del ciclo, independiente de si poseen más alelos o no, pasando a ser oncogenes.

Tumores y cáncer

Cuando ocurre desregulación del ciclo celular, por lo general se activa el mecanismo de muerte celular programada (apoptosis), mediante el cual el organismo elimina células que presentan anomalías en su ADN. Si los genes inductores de la apoptosis han resultado afectados, o si la tasa de división celular es mayor a la de muerte celular programada, comienza a aparecer una masa celular sin forma, cuyos genes poseen un gran poder de expresión y forman nuevas células a gran velocidad, originando tumores. Se considera que un tumor es benigno cuando es incapaz de invadir un tejido diferente del que se originó, siendo fácilmente extirpable por vías quirúrgicas o medicamentosas. Sin embargo, si un tumor benigno pasa desapercibido por mucho tiempo, posee la capacidad de inducir a células que no han presentado desregulación de su ciclo a que se alteren, y que no necesariamente forman parte del mismo tejido de origen donde se provocó la falla en el ciclo. Peor aun, si las células tumorales alcanzan vasos sanguíneos, puede propagarse rápidamente por el organismo, afectando tejidos muy distantes y diversos e induciendo la aparición de tumores malignos (ramificados) por el cuerpo, mediante un proceso invasivo llamado metástasis. Estos tumores son de muy difícil y delicado tratamiento, e involucran técnicas médicas agresivas como la radio y quimioterapia. Si los tumores malignos han logrado propagarse en gran parte del organismo (cáncer), el tratamiento suele no dar los resultados esperados, provocando la muerte del organismo producto de las alteraciones generales a nivel del ADN.