Ciclo Celular
El ciclo celular comprende el período de tiempo que va desde que se forma una célula, por división de otra preexistente, hasta que se divide para dar lugar a dos nuevas células. Este ciclo se divide en dos etapas:
- Una etapa inicial de larga duración, la interfase, en la que la célula crece y sintetiza diversas sustancias.
- Una etapa final corta denominada división celular, en la que ocurre la mitosis o división nuclear y la citocinesis (división del citoplasma).
Interfase
Es el período de tiempo que transcurre entre dos divisiones sucesivas. Durante la interfase hay una gran actividad metabólica y se produce un aumento de tamaño de la célula. El núcleo (núcleo interfásico) no cambia de forma. La interfase abarca tres períodos o fases:
Fase G1
En esta etapa, que comienza al terminar la mitosis, la célula crece, se sintetizan las proteínas necesarias para que la célula aumente de tamaño y se forman nuevos orgánulos. Al final de G1 se distingue un momento de no retorno, denominado punto de restricción (punto R), a partir del cual ya es imposible detener que se sucedan las fases siguientes (S, G2 y M). Algunas células, antes de llegar al punto R, sufren un proceso de diferenciación celular, entonces las células entran en fase G0 o de reposo. Posteriormente, bajo el efecto de activadores mitóticos, como son ciertas hormonas, pueden volver a la fase G1 y alcanzar el punto R. En los casos de células muy especializadas, como las neuronas, las células musculares estriadas o los glóbulos rojos, quedan detenidas en el período G0, por lo que no pueden dividirse.
Fase S
En esta etapa tiene lugar la duplicación del ADN. Por ello, cuando posteriormente, durante la mitosis, el ADN se condense para formar los cromosomas, éstos en vez de tener una cromátida, tendrán dos (dos moléculas de ADN). Se duplican también los centriolos. Es un proceso muy regulado y preciso en el que actúan intensamente los sistemas de reparación del material genético, ya que la mayor parte de las mutaciones se producen durante la replicación del ADN.
Fase G2
Es una etapa de preparación para la mitosis. En esta fase se transcriben y traducen genes que codifican para proteínas necesarias para que la célula se divida (ejemplo: las fibras del huso acromático).
División Celular o Fase M
Es el proceso mediante el cual, a partir de una célula madre, se forman dos células hijas con idéntica dotación cromosómica que la progenitora.
Entre las causas que desencadenan la división celular se encuentran determinadas sustancias químicas o incluso un simple aumento de la temperatura. Tras un número limitado de divisiones, las células mueren; es lo que se denomina apoptosis o muerte celular programada. Sólo las células cancerosas escapan a esta muerte y se dividen de forma incontrolada poniendo en peligro la vida del organismo al que pertenecen. La división celular comprende la división del núcleo o mitosis, también denominada cariocinesis, y la división del citoplasma o citocinesis.
Mitosis
Aunque la mitosis es un proceso continuo suelen diferenciarse cuatro fases:
- Profase
- Metafase
- Anafase
- Telofase
Profase
Se produce la condensación de la cromatina, por lo que los cromosomas comienzan a hacerse visibles. Como ya se ha producido la replicación del ADN durante la fase S, cada cromosoma está formado por dos cromátidas unidas por el centrómero. Los centriolos, comienzan a separarse hasta que se sitúan en polos opuestos de la célula. A medida que se separan los centriolos, se forman entre ellos el huso acromático o huso mitótico. En las células vegetales, al carecer de centriolos, los microtúbulos del huso se organizan a partir de dos zonas más densas del citoplasma (centro organizador de microtúbulos: COM) situadas en los polos de la célula. La membrana nuclear y el nucléolo desaparecen. Al final de la profase los cromosomas se unen al huso acromático.
Metafase
En esta fase es cuando mejor se visualizan los cromosomas, ya que alcanzan su máximo grado de empaquetamiento. Durante la metafase, los microtúbulos cinetocóricos se alargan, por polimerización, y empujan a los cromosomas hasta situarlos en el plano ecuatorial del huso, donde forman la placa ecuatorial o metafásica.
Anafase
Es una etapa muy corta, que comienza cuando las dos cromátidas de cada cromosoma se separan, lo cual ocurre simultáneamente en todos los cromosomas. Cada cromátida, que ya es un cromosoma hijo, se desplaza hacia polos opuestos por el acortamiento (por despolimerización) de los microtúbulos cinetocóricos. La anafase termina cuando los cromosomas llegan a los polos.
Telofase
Es la fase final de la mitosis y se caracteriza por:
- La desaparición de los microtúbulos del huso acromático, una vez que los cromosomas hijos han alcanzado los polos.
- Los cromosomas comienzan a descondensarse, con lo que dejan de ser visibles.
- La membrana nuclear reaparece alrededor de cada grupo de cromosomas.
- Aparecen de nuevo los nucléolos, formándose dos núcleos hijos.
Simultáneamente, ocurre la división del citoplasma.
Citocinesis
La división celular no termina con la mitosis; con ella se ha repartido el material genético de la célula, pero es necesario que el citoplasma y los orgánulos citoplasmáticos se repartan de manera equitativa entre las dos células hijas.
Meiosis
En los organismos que se reproducen sexualmente, todo ser vivo se origina por la fusión de dos células llamadas gametos (óvulos y espermatozoides), una procedente del padre y otra de la madre. Si estas células tuviesen el número diploide (2n) de cromosomas, al fusionarse formarían un zigoto con el doble de cromosomas que sus progenitores. En cada generación se duplicaría este número.
Por lo tanto, los gametos no se pueden formar por una mitosis normal, sino que debe existir un mecanismo que permita que dichas células solo reciban la mitad de los cromosomas (una serie haploide (n)). Esto se consigue gracias a un tipo de división celular llamado meiosis, que reduce el número cromosómico a la mitad.