Reproducción 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.

Fuente: muysalud

La duración del ciclo celular oscila entre 8 horas y 100 días.

En un ciclo celular se diferencian dos etapas: una etapa inicial de larga duración, la interfase, en la que la célula crece y sintetiza diversas sustancias, y una etapa final corta (no suele durar más de una o dos horas) denominada división celular, en la que ocurre la mitosis o división nuclear y la citocinesis (división del citoplasma).

2.1 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. Pero el núcleo (núcleo interfásico) no cambia de forma.

La interfase abarca tres períodos o fases:

• G1. Su nombre viene del inglés “gap” (hueco, intervalo). En esta etapa, que comienza al terminar la mitosis y dura hasta el inicio de la síntesis del ADN), se sintetizan las proteínas necesarias para que la célula aumente de tamaño y se forman nuevos orgánulos (ribosomas, mitocondrias, …).

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. Así pueden permanecer días o meses, se dice entonces que las células han entrado 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 (síntesis de ADN y de histonas). 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).

Fase G2. Se inicia cuando acaba la síntesis de ADN y termina en el momento en que ya empiezan a distinguirse los cromosomas. En esta fase se transcriben y traducen genes que codifican proteínas necesarias para que la célula se divida (ejemplo: las fibras del huso acromático). Al final de este período la célula ya ha duplicado los centriolos.

Después de que la célula haya pasado la interfase ya está preparada para la división celular.

Mitosis.

Aunque la mitosis es un proceso continuo suelen diferenciarse cuatro fases: profase, metafase, anafase y telofase.

- PROFASE.

Se caracteriza por:

• 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, que se duplicaron en la fase G2, comienzan a separarse hasta que se sitúan en polos opuestos de la célula.

• A medida que se separan los centriolos, se forman entre ellos los microtúbulos polares, que constituyen 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. Para ello cada cromosoma presenta a ambos lados del centrómero, dos cinetocoros* (que se comportan como COM), a los que se unen ciertos microtúbulos denominados cromosómicos o cinetocóricos

-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 o cromosoma anafásico, se desplaza hacia polos opuestos por 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 cromosómicos, una vez que los cromosoma 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. Esta membrana se forma a partir del retículo endoplásmico y también de los restos de la envoltura nuclear de la célula madre.

• Aparecen de nuevo los nucléolos.

Se forman así dos núcleos hijos. Simultáneamente, ocurre la división del citoplasma.

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. Este proceso se denomina citocinesis y comienza habitualmente en la telofase.

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. La meiosis es un tipo especial de división celular en el que una célula diploide (2n) da lugar a cuatro células haploides (n) llamadas gametos, que tienen la mitad de cromosomas que la célula madre.

Esta se divide en dos fases, la primera división y meiótica y la segunda.

-Primera división meiótica.

- PROFASE I. Es la fase más larga y compleja de la meiosis, en ella se produce el sobrecruzamiento (los cromosomas homólogos se aparean e intercambian fragmentos de material genético). Esta etapa se subdivide en 5 subetapas: Leptoteno.

Los cromosomas se hacen visibles. Cada cromosoma posee ya las dos cromátidas (aunque éstas no sean visibles, ya que permanecerán estrechamente unidas hasta el final de la profase I). Zigoteno.

Los cromosomas homólogos se aparean entre sí, fenómeno conocido con el nombre de sinapsis, y que tiene lugar mediante la formación de una estructura proteica denominada complejo sinaptonémico, que aparea cada gen con su homólogo. En esta fase cada pareja de cromosomas se llama bivalente (dos cromosomas homólogos unidos) o tétrada (contienen cuatro cromátidas). Paquiteno.

En esta fase tiene lugar el entrecruzamiento o sobrecruzamiento entre cromátidas no hermanas, proceso que consiste en la rotura e intercambio de fragmentos entre cromátidas no hermanas. Como consecuencia del mismo, se produce una recombinación génica, es decir, un intercambio de genes entre cromosomas homólogos. A partir de este momento los cromosomas no son completamente paternos o maternos, ya que una de sus cromátidas está formada por segmentos alternantes paternos y maternos.

En esta fase, al estar tan juntos los dos cromosomas, no se pueden observar los entrecruzamientos, pero si unas estructuras proteicas de los complejos sinaptonémicos, los nódulos de recombinación, posiblemente responsables de los entrecruzamientos.

Diploteno.

Los cromosomas homólogos comienzan a separarse, aunque permanecen unidos por los puntos donde ha tenido lugar el sobrecruzamiento, denominados quiasmas.

Diacinesis.

Los cromosomas se condensan al máximo, por lo que en cada bivalente se aprecian por primera vez las cuatro cromátidas (tétradas). Además, se aprecian los quiasmas existentes entre cromátidas no hermanas. Al final de la diacinesis comienzan a desaparecer la envoltura nuclear y el nucleólo, al mismo tiempo se forma el huso acromático y empiezan a formarse los microtúbulos cinetocóricos.

- METAFASE I.

Los bivalentes (parejas de cromosomas homólogos) se sitúan en el plano ecuatorial de la célula para formar la placa metafásica.

La diferencia de esta fase con la metafase mitótica es que la placa metafásica no la forman cromosomas individuales, sino parejas de homólogos.

- ANAFASE I.

Se rompen los quiasmas, separándose los bivalentes, y cada homólogo se desplaza a un polo opuesto de la célula.

A diferencia de la anafase mitótica, aquí no se separan cromátidas sino cromosomas completos.

- TELOFASE I.

Se forman los núcleos de las dos células hijas, cada una de las cuales contiene un juego completo de cromosomas (n). En esta fase reaparecen el nucléolo y la membrana nuclear. A continuación se produce la citocinesis obteniéndose dos células hijas con la mitad de cromosomas que tenía la célula madre y con dos cromátidas en cada cromosoma.

Hay una breve interfase (a veces puede faltar), en la que nunca hay duplicación del ADN y en seguida comienza la segunda división meiótica.

SEGUNDA DIVISIÓN MEIÓTICA.

Es como una mitosis normal, en la que las dos cromátidas de cada cromosoma se separan y emigran hacia los polos opuestos del huso acromático.

Después de una corta profase II en la que desaparece la membrana nuclear y el nucléolo, los cromosomas se condensan y se forma el huso acromático, se inicia la metafase II, en la que los cromosomas se sitúan en el huso formando la placa ecuatorial. Cada cromosoma está formado por dos cromátidas unidas por el centrómero.

Durante la anafase II se rompen los centrómeros, y cada cromátida emigra a un polo opuesto.

Finaliza el proceso con la telofase II, en la que los cromosomas se descondensan y se rodean de una envoltura nuclear. Simultáneamente se produce la citocinesis.

-Diferencias entre mitosis y meiosis.

Fuente: pinterest

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