La fase G2, también conocida como fase de crecimiento 2 o brecha 2, es la tercera subfase de la interfase en el ciclo celular. Esta etapa ocurre inmediatamente después de la fase S, donde el ADN de la célula se ha replicado, y precede directamente a la mitosis. El objetivo principal de la fase G2 es asegurar que la célula esté completamente preparada para la división celular.
Características Generales de la Fase G2
Durante la fase G2, la célula experimenta un periodo de crecimiento rápido y síntesis de proteínas. Es una etapa crucial para la preparación de la maquinaria mitótica. Aunque es fundamental para la mayoría de las células, no es estrictamente necesaria para todos los tipos celulares; por ejemplo, algunos embriones de Xenopus y ciertas células cancerosas pueden pasar directamente de la replicación del ADN a la mitosis.
Una de las hipótesis principales sugiere que la fase G2 actúa como un mecanismo de control del tamaño celular, asegurando que la célula haya alcanzado el volumen adecuado antes de dividirse.
Regulación Bioquímica y el Factor Promotor de la Maduración (MPF)
La transición de la fase G2 a la mitosis está regulada bioquímicamente por la existencia de un umbral de actividad del complejo ciclina B1/CDK1, también conocido como Factor Promotor de la Maduración (MPF). La actividad de este complejo es estrictamente controlada para evitar que la célula entre en mitosis prematuramente.
El Punto de Control G2
El punto de control G2 es un mecanismo de seguridad que detiene el ciclo celular en respuesta a daños en el ADN. A través de la regulación inhibitoria de CDK1, la célula evita que el ADN dañado se transmita a las células hijas, permitiendo el tiempo necesario para la reparación.
Reparación por Recombinación Homóloga
Dado que la fase S produjo dos cromátidas hermanas casi idénticas, la fase G2 es el momento ideal para la reparación por recombinación homóloga. Si ocurren rupturas de doble cadena en el ADN durante la fase G2, la célula puede utilizar la cromátida hermana intacta como plantilla para reparar el daño de manera precisa.
Mecanismos de Activación de la Mitosis
La entrada en mitosis es desencadenada por la activación irreversible del complejo ciclina-B1/CDK1, lo que provoca la separación de los centrosomas, la ruptura de la envoltura nuclear y el ensamblaje del huso mitótico.
Síntesis y Degradación de la Ciclina B1
Los niveles de ciclina B1 son mantenidos bajos durante las fases G1 y S por el complejo anafase-promotor (APC), una ligasa de ubiquitina E3 que marca la ciclina B1 para su proteólisis. La transcripción de la ciclina B1 comienza al final de la fase S, impulsada por factores de transcripción como NF-Y, FoxM1 y B-Myb.
Regulación de la Actividad de CDK1
A pesar del aumento de los niveles de ciclina B1, el complejo ciclina B1-CDK1 permanece inactivo inicialmente debido a la fosforilación inhibitoria realizada por las quinasas Wee1 y Myt1. Para activar el complejo, las fosfatasas de la familia cdc25 eliminan estos fosfatos inhibitorios, convirtiendo el complejo en la forma activa de MPF.
Bucles de Retroalimentación y Activación Tipo Interruptor
El sistema utiliza bucles de retroalimentación positiva para crear un interruptor bistable. La CDK1 activa inhibe a Wee1 y activa a Cdc25. Esto crea un efecto de "todo o nada", donde una vez que se alcanza el umbral de actividad, la célula transita rápidamente e irreversiblemente hacia la fase M.
