EL CICLO CELULAR
La
vida de una célula consta de dos etapas diferentes: interfase y
división
La
interfase es una etapa muy larga en la cual tiene lugar el crecimiento de la
célula y el desarrollo de las actividades metabólicas normales. La división es
una etapa corta. El conjunto de ambas componen el ciclo celular.
PERIODOS DE LA INTERFASE
La
interfase es de gran importancia para la célula. No es un momento de reposo,
pues en ella tiene lugar una gran actividad metabólica. La interfase se puede
subdividir para su estudio en tres periodos: G1, S y G2.
El periodo G1
sigue a la mitosis anterior y corresponde a la fase de desarrollo de la
célula. Los cromosomas se encuentran esparcidos en el interior del núcleo
celular asociados a las histonas formando las fibras nucleosómicas. Los
genes se transcriben de acuerdo con las necesidades metabólicas que presenta
la célula en cada momento. En el citoplasma se suceden los diferentes procesos
metabólicos y los orgánulos celulares se forman también en este periodo.
El periodo S
es el de síntesis de ADN. En él, la doble hélice se abre en diversos puntos
llamados ojos de replicación, es en ellos donde se produce la síntesis
del ADN. Simultáneamente se transcriben los genes necesarios.
El periodo G2
es el que antecede a la mitosis. En este periodo los cromosomas están ya
duplicados, es decir, están formados por dos cromátidas con uniones a
nivel del centrómero.
LA
DIVISIÓN CELULAR
La
división celular es un proceso biológico que en los seres unicelulares permite
su multiplicación y en los pluricelulares el crecimiento, el
desarrollo, la regeneración de órganos y tejidos y las funciones de
reproducción.
En
una división celular típica, la célula inicial, célula madre, divide su
núcleo en dos núcleos hijos con la misma información genética que, además, es
la misma que la de la célula madre. Al dividirse la célula, el citoplasma y
los diferentes orgánulos celulares quedan repartidos y durante la posterior
interfase se producirán nuevos orgánulos a partir de los que cada célula hija
ha recibido. Por consiguiente, en una división celular hay que distinguir dos
aspectos distintos:
-División del núcleo: cariocinesis o mitosis.
-División del citoplasma: citocinesis o citodiéresis.
A
partir de la fase M o de mitosis, la célula puede entrar de nuevo en la fase
G1 y dividirse otra vez o en entrar en la llamada fase G0 en Ia que sufre una
serie de trasformaciones que conducen a Ia diferenciación celular. Por
ejemplo, las células epiteliales se dividen continuamente pero las células que
dan lugar a las neuronas entran en fase G0 se diferencian, se transforman en
neuronas y ya no se dividen. Otros tipos celulares como los hepatocitos están
en fase G0 pero si son debidamente estimulados pueden recuperar la capacidad
de división y pasar de G0 a G1.
DURACIÓN DEL CICLO CELULAR
La
duración de los periodos G1, S, G2 y de la mitosis (M)
depende del tipo de célula que se trate. Así, en células del epitelio humano
la duración es de 8 horas, en otros tipos de células puede ser de varios días
o incluso meses. También depende de las condiciones fisiológicas y de
determinados factores y, en particular, la temperatura.
Un
caso típico de duración de un ciclo celular es el de los cultivos de células
HeLa en las que un ciclo celular dura 20 horas y cada fase tiene la siguiente
duración:
G1..... 8 horas
S ..... 6 horas
G2..... 5 horas
M...... 1 hora
TRANSFORMACIONES DEL CROMOSOMA DURANTE EL CICLO CELULAR
LA
MITOSIS. FASES
Aunque la mitosis es un proceso continuo se acostumbra a dividirlo, para su
estudio y reconocimiento, en cuatro fases distintas llamadas: profase,
metafase, anafase y telofase.
Es
de destacar, que, aunque el estudio lo haremos en una célula animal, este
proceso se produce de una manera similar en las células vegetales. Las
diferencias se irán indicando a lo largo de la explicación.
PROFASE
Es
la fase más larga (1 a 2 horas en el ápice de raíz) y en ella se suceden una
serie de fenómenos tanto en el núcleo como en el citoplasma.
La
envoltura nuclear empieza a fragmentarse y los nucleolos van desapareciendo
progresivamente.
Debido al superenrollamineto de la cromatina se produce una condensación del
material genético y los cromosmas se van haciendo cada vez más visibles.
Puesto que el ADN se replicó en el periodo S de la interfase, cada cromosoma
está formado por dos cromátidas unidas por el centromero.
En
las células animales el par de centriolos se ha dividido en interfase y ha
dado lugar a dos pares de centriolos que constituirán los focos de unas
ordenaciones radiales de microtubulos: los ásteres. Los dos ásteres que
al principio están juntos se separan a polos opuestos de la célula y los haces
de microtubulos que surgen de ellos se alargan y forman un huso mitótico o
huso acromático bipolar. Las células vegetales no tienen centriolos y el
huso acromático se forma a partir del centrosoma. Estos husos sin
centriolo se llaman husos anastrales y están menos centrados en los
polos.
Los
túbulos del huso se forman a partir de las moléculas del citoesqueleto. Éste
se desorganiza y la célula adquiere una forma más redondeada.
METAFASE
Es
una fase corta (5 a 15 minutos en el ápice de la raíz del ajo). El huso
mitótico ya está perfectamente desarrollado. Los cinetócoros de los cromosomas
interaccionan por medio de unos microtúbulos con los filamentos del huso y los
cromosomas son alineados en la placa ecuatorial de la célula o placa
metafásica. En esta fase los cromosomas se encuentran todos en la zona
ecuatorial, orientados perpendicularmente a los microtúbulos que forman el
huso acromático constituyendo la denominada placa ecuatorial.
Esta
es la fase más adecuada para la observación de los cromosomas. Para ello se
rompe la célula, por ejemplo: mediante choque osmótico, si ello es posible, y
los cromosomas se tiñen, se aplasta para que se extiendan y a continuación se
fotografían.
ANAFASE
Es
la fase más corta (2 a 10 minutos en el ápice de raíz). Los cinetócoros se
separan y cada cromátida es arrastrado hacia un polo de la célula. El
movimiento parece ser que se produce por un desensamblaje de los microtúbulos.
Al desplazarse cada cromátida, sus brazos se retrasan formando estructuras en
V con los vértices dirigidos hacia los polos.
TELOFASE
Su
duración en el ápice de raíz de ajo es de 10 a 30 minutos. Los cromosomas son
revestidos por fragmentos del retículo endoplasmático que terminarán
soldándose para constituir la envoltura nuclear. Poco a poco los cromosomas
van descondensándose y se desfiguran adquiriendo el núcleo un aspecto cada vez
más interfásico, los nucleolos comienzan a reaparecer. Los microtúbulos del
huso se agrupan en haces por la aparición en la región media de cilindros de
una sustancia densa y pierden sus conexiones con los polos. Finalmente los
cilindros se fusionan en un solo haz y la célula se divide en dos.
CITOCINESIS
La
división del citoplasma se inicia ya al final de la anafase y continúa a lo
largo de la telofase. Se produce de manera distinta en las células animales y
en las vegetales. En las células animales tiene lugar por simple
estrangulación de la célula a nivel del ecuador del huso. La estrangulación se
lleva a cabo gracias a proteínas ligadas a la membrana que formarán un anillo
contráctil. En las células vegetales aparece un sistema de fibras formado por
microtúbulos en forma de barril: el fragmoplasto. En su plano
ecuatorial se depositan pequeñas vesículas que provienen de los dictiosomas
del aparato de Golgi. Estas vesículas contiene sustancias pécticas que
formarán la lámina media. Todo ello crece de dentro a fuera. La
división no es completa entre ambas células hijas, manteniéndose algunos poros
de comunicación: los plasmodesmos, al quedar capturados entre las
vesículas elementos del retículo. Posteriormente se depositan el resto de las
capas que forman la pared celular. Es más, cada célula hija depositará a su
alrededor una nueva pared celular. Las paredes celulares de las células
vegetales se estiran y se rompen permitiendo a las células hijas crecer.
Por
último indicar que en algunos hongos a la cariocinesis no le sucede la
citodiéresis. Se forman así masas, llamadas plasmodios, que contienen
una gran cantidad de núcleos envueltos en una sola membrana.
SIGNIFICADO BIOLÓGICO DE LA MITOSIS
-
A nivel genético representa un sistema de reparto equitativo e idéntico de
la información genética. Ambas células hijas tendrán la misma información que
es, la misma que poseía la célula madre.
-
A nivel celular la mitosis permite la perpetuación de una estirpe celular
y la formación de colonias de células (clones celulares).
-
A nivel orgánico la mitosis permite el crecimiento y desarrollo de los
tejidos y de los órganos de los seres pluricelulares así como la reparación y
regeneración de los mismos. De esta manera todas las células de un organismo
pluricelular, a excepción de las células sexuales, disponen de idéntica
información genética.
MITOSIS EN
UNA CÉLULA VEGETAL
MITOSIS EN
UNA CÉLULA ANIMAL
VISIÓN DE CONJUNTO
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