fase G0
La fase G0 describe un estado celular fuera del ciclo celular replicativo . Clásicamente, se pensaba que las células entraban en G 0 principalmente debido a factores ambientales, como la privación de nutrientes, que limitaban los recursos necesarios para la proliferación. Por lo tanto, se pensó como una fase de descanso . Ahora se sabe que G 0 toma diferentes formas y ocurre por múltiples razones. Por ejemplo, la mayoría de las células neuronales adultas, entre las células metabólicamente más activas del cuerpo, están completamente diferenciadas y residen en un terminal G 0fase. Las neuronas residen en este estado, no por un suministro de nutrientes estocástico o limitado, sino como parte de su programa de desarrollo.
G 0 se sugirió por primera vez como un estado celular basado en estudios tempranos del ciclo celular. Cuando los primeros estudios definieron las cuatro fases del ciclo celular utilizando técnicas de marcaje radiactivo, se descubrió que no todas las células de una población proliferan a tasas similares. [1] La "fracción de crecimiento" de una población, o la fracción de la población que estaba creciendo, estaba proliferando activamente, pero existían otras células en un estado no proliferativo. Algunas de estas células que no proliferan podrían responder a estímulos extrínsecos y proliferar reingresando al ciclo celular. [2] Los primeros puntos de vista contrastantes consideraban que las células que no proliferaban simplemente estaban en una fase G 1 extendidao en una fase del ciclo celular distinta de G 1 - denominada G 0 . [3] Investigaciones posteriores apuntaron a un punto de restricción (punto R) en G 1 donde las células pueden ingresar a G 0 antes del punto R pero están comprometidas con la mitosis después del punto R. [4] Estos primeros estudios proporcionaron evidencia de la existencia de un estado G 0 al que se restringe el acceso. Estas células que no se dividen más salen de la fase G1 para entrar en una etapa inactiva llamada etapa de reposo.
Existen tres estados G 0 y se pueden categorizar como reversibles ( quiescentes ) o irreversibles ( senescentes y diferenciados ). Se puede ingresar a cada uno de estos tres estados desde la fase G 1 antes de que la célula se comprometa con la siguiente ronda del ciclo celular. La quiescencia se refiere a un estado G0 reversible en el que las subpoblaciones de células residen en un estado 'quiescente' antes de entrar en el ciclo celular después de la activación en respuesta a señales extrínsecas. Las células inactivas a menudo se identifican por un bajo contenido de ARN , falta de marcadores de proliferación celular y una mayor retención de etiquetas que indica una baja renovación celular. [5] [6]La senescencia es distinta de la quiescencia porque la senescencia es un estado irreversible en el que las células entran en respuesta al daño o degradación del ADN que haría que la progenie de una célula no fuera viable. Dicho daño en el ADN puede ocurrir por el acortamiento de los telómeros en muchas divisiones celulares, así como por la exposición a especies reactivas de oxígeno (ROS), la activación de oncogenes y la fusión célula-célula. Si bien las células senescentes ya no pueden replicarse, siguen siendo capaces de realizar muchas funciones celulares normales. [7] [8] [9] [10] La senescencia es a menudo una alternativa bioquímica a la autodestrucción de una célula dañada por apoptosis .. A diferencia de la senescencia celular, la quiescencia no es un evento reactivo sino parte de la programación central de varios tipos de células diferentes. Finalmente, las células diferenciadas son células madre que han progresado a través de un programa de diferenciación para alcanzar un estado maduro, terminalmente diferenciado. Las células diferenciadas continúan en G 0 y realizan sus funciones principales indefinidamente.
Los transcriptomas de varios tipos de células madre inactivas, como las hematopoyéticas , musculares y de folículo piloso, se han caracterizado mediante técnicas de alto rendimiento , como micromatrices y secuenciación de ARN . Aunque existen variaciones en sus transcriptomas individuales, la mayoría de las células madre tisulares inactivas comparten un patrón común de expresión génica que implica la regulación a la baja de los genes de progresión del ciclo celular, como la ciclina A2 , la ciclina B1 , la ciclina E2 y la survivina , y la regulación al alza de los genes implicados en la regulación de la transcripción y el destino de las células madre, como FOXO3 yEZH1 . La regulación a la baja del citocromo C mitocondrial también refleja el bajo estado metabólico de las células madre inactivas. [11]
