REPRODUCCION CELULAR

El ciclo celular (también llamado ciclo de división celular) es una secuencia de sucesos que conducen primeramente al crecimiento de la célula y posteriormente a la división en células hijas.

El ciclo celular se inicia en el instante en que aparece una nueva célula, descendiente de otra que se ha dividido, y termina en el momento en que dicha célula, por división subsiguiente, origina nuevas células hijas.

El ciclo celular es la base para la reproducción de los organismos. Su función no es solamente originar nuevas células sino asegurar que el proceso se realice en forma debida y con la regulación adecuada (con controles internos para evitar la posible creación de células con múltiples errores).

La creación de nuevas células permite al organismo mantenerse en un constante equilibrio, previniendo así aquellos desórdenes que puedan perjudicar su salud (enfermedades congénitas, cáncer, etc.).

Los controles internos en la célula son ejecutados por proteínas que no permiten que se presenten situaciones desastrosas (enfermedades) para un ser vivo.

Las células que no entrarán en división no se consideran que estén en el ciclo celular.

En rigor, el ciclo celular (la secuencia de sucesos) comprende dos periodos bien nítidos: la interfase (etapas G1 – S y G2) y la división celular (etapa M). Esta ultima tiene lugar por mitosis o meiosis.

División celular: mitosis y citocinesis

Como se ha visto, el ciclo celular culmina con la división de la célula madre, a través de la fase mitótica, en dos células hijas genéticamente idénticas. En la división celular se diferencian:

Mitosis

Aunque es un proceso continuo, para su estudio se divide en cuatro etapas:

a) Profase: Los filamentos de cromatina, que durante la interfase eran finísimos y completamente imperceptibles al microscopio óptico, se van poco a poco enrollando y condensando hasta formar cromosomas que se pueden ver con el microscopio óptico. Aunque aún no se diferencian, cada cromosoma estará formado por las dos cromátidas idénticas formadas durante la fase S. Al mismo tiempo, el centrosoma se divide y se va separando un juego de centríolos hacia cada uno de los dos polos de la célula. A medida que se separan se van formando entre ellos los filamentos del huso mitótico.

Al final de la profase, la membrana nuclear se desintegra en pequeñas vesículas, los nucléolos se desorganizan y desaparecen y, en los centrómeros de cada cromosoma, se forman unos complejos proteínicos llamados cinetocoros, que servirán de punto de anclaje para los filamentos del huso

Metafase: Los cromosomas, dirigidos por el huso mitótico, se desplazan hacia el plano ecuatorial de la célula, alineándose en la llamada placa metafásica. En este estadio se diferencian tres tipos de microtúbulos del huso mitótico: astrales (que sitúan a cada centrosoma en un polo de la célula), polares (que tienden a separar los dos polos de la célula) y cinetocóricos (que se unen a los cromosomas y dirigen sus movimientos durante la mitosis).

Anafase: Se inicia con la separación simultánea de todos los cromosomas en sus correspondientes cromátidas. A continuación, cada juego de cromosomas, arrastrados por el huso mitótico, se dirige en unos pocos minutos hacia cada uno de los polos opuestos de la célula.

Telofase: Los microtúbulos del huso van desapareciendo, se forman nuevas membranas nucleares alrededor de cada uno de los dos conjuntos de cromosomas situados en ambos polos, y se reorganizan los respectivos nucléolos. Al final habrá dos núcleos, cada uno con una dotación completa de cromosomas formados por una sola cromátida que poco a poco se va descondensando.

Citocinesis o plasmotomía

Mientras se consuma la mitosis o división del núcleo, se inicia la citocinesis o división del citoplasma y, por tanto, de la célula completa. En este proceso los orgánulos citoplasmáticos se reparten de forma un tanto aleatoria. En cualquier caso, cada célula hija ha de recibir al menos alguna mitocondria, algún cloroplasto (en células vegetales) y algunas vesículas del complejo de Golgi y del retículo endoplasmático, ya que todos estos orgánulos membranosos sólo se podrán regenerar y multiplicar luego a partir de otros preexistentes.

En las células animales la citocinesis se lleva a cabo mediante un anillo de filamentos contráctiles que poco a poco van estrangulando la célula por su plano ecuatorial, hasta que, finalmente, se separa en dos células hijas, cada una con su correspondiente núcleo.

La meiosis

La meiosis es el proceso de división celular mediante el cual se obtienen dos células hijas con la mitad de cromosomas. La meiosis se produce en dos etapas principales: meiosis I y meiosis II.

Primera división meiótica:

En síntesis, en la primera división meiótica (meiosis I) se evidencian los cromosomas, cada uno de ellos formados por dos cromatidas. Estos cromosomas, mitad de ellos de origen materna y la otra mitad de origen paterno, después de haber sufrido algunos procesos durante la profase

se disponen en zona ecuatorial de la célula.

Aquí no se dividen en las dos cromatidas, pero se unen a las fibras del huso mitótico para poder migrar a los dos polos. En este modo cada pareja de cromosomas homólogos, una se dirige a un polo mientras la otra pareja al otro. A final de la primera división meiótica, se han producido dos células y cada una de ellas con la mitad de los cromosomas homólogos.

Profase I

La cromatina visible en el núcleo celular se condensa de modo que se forman estructuras con una forma de bastoncillo, llamados cromosomas. Cada cromosoma aparece en forma de X, ya que está formado por dos cromatidas hermanas, unidos en un punto llamado centrómero. Las cromatidas derivan del proceso de duplicación del ADN, por lo tanto cada uno es idéntico genéticamente al otro. En esta fase, una vez que los cromosomas homólogos están unidos entre sí, se realizan intercambios cruzados La membrana que rodea el núcleo desaparece y se forman unos microtúbulos proteicos, que se extienden de un polo a otro de la célula. La importancia de la recombinación genética radica en que es el proceso por el cual se aporta variabilidad a la composición genética de las células resultantes.

Metafase I

Los cuatro homólogos están dispuestos simétricamente en una línea imaginaria, en el plano ecuatorial, transversal a la zona. De esta manera, cada uno se dirige hacia uno de los dos polos de la célula.

Anafase I

Las fibras del huso mitótico se ponen en contacto con los centrómeros; cada tétrada migra a un polo de la célula.

Telofase I

En los dos polos de la célula madre se forman dos grupos de cromosomas haploides, donde solo hay un cromosoma de cada tipo. Los cromosomas se encuentran todavía en la fase tétrada. El citoplasma de las dos células se distribuye y se realiza a citocinesis, es decir la división celular de la célula madre en dos células hijas separadas. Las fibras del huso mitótico se desintegran y los cromosomas se dispersan.

Segunda división meiótica

La segunda división meiótica no incluye replicación del ADN. Los cromosomas formados por dos cromatidas, se desplazan a la línea ecuatorial y se pegan al huso mitótico: Las dos cromatidas de cada uno de los cromosomas se separan y migran a los polos.

De este modo se forman cuatro células, cada una de ellas con un conjunto haploide de cromosomas y sobre todo con una variedad de distintos cromosomas (origen materno y paterno). Durante esta separación se verifica una distribución independiente de los cromosomas maternos y paternos, así que al final habrá una variedad diferente de cromosomas en las cuatro células hijas

Profase II

La cromatina se condensa de nuevo, de modo que se pueden ver los cromosomas, formados por dos cromátidas unidos por el centrómero. Otra vez se formará el huso mitótico de los microtúbulos.

Metafase II

Los cromosomas están dispuestos en una línea ecuatorial, transversal respecto a las fibras del huso mitótico, de modo que cada cromátidas mire a uno de los polos de la célula. Los centrómeros pierden contacto con las fibras.

Anafase II

Las cromatidas migran cada uno de ellos a los polos de la célula, moviéndose a través del huso mitótico, de esta manera cada cromátida se convierte en un cromosoma.

Telofase II

En los dos polos de la célula, se forman dos grupos de cromosomas, las fibras del huso mitótico se disgregan, los cromosomas empiezan a desaparecer y al final se forma una membrana nuclear. El citoplasma de la célula se divide en dos, y eso lleva a la formación de dos células hijas haploides.