CICLO CELULAR Las células que: pierde un organismo, deben ser sustituidas por otras; de ello se ocupa la división celular, que permite obtener dos células hijas idénticas a su progenitora a partir de una sola célula. Este proceso supone para la célula madre: Duplicar su material hereditario, que luego ha de repartirse equitativamente entre las células hijas. Dividir en dos su citoplasma. El ciclo celular es el conjunto de cambios que sufre una célula desde que se ha formado, por división de otra preexistente, hasta que se divide para dar origen a dos células hijas. Su duración varía entre unas pocas horas y varios años según el tipo celular. En las células eucarióticas, el ciclo celular se divide en dos fases: la interfase, en la que la célula crece y sintetiza.diversas sustancias; y la fase M, en la que ocurren la mitosis y la citocinesis. La fase M no suele durar más de una o dos horas. Así pues, la duración del ciclo celular depende, fundamentalmente, de la duración de la interfase. 1º.- Control del ciclo celular Existen células, como las de la piel humana, que se dividen con frecuencia, pero también las hay que no se dividen nunca, como las neuronas. Estas diferencias en el ciclo celular son el resultado de un control que se efectúa en el nivel molecular. El ciclo celular está controlado por un conjunto de proteínas citoplasmáticas que funcionan de forma cíclica, entre las que destacan: las ciclinas y las quinasas dependientes de ciclina (CDK). Existen tres puntos de control específicos localizados en la fase G 1, al final de la fase G 2 y en la fase M, entre la metafase y la anafase. Son lugares donde la división celular se detiene hasta que recibe una señal de continuación. Si la célula recibe una señal de continuación en el punto de control G 1, por lo general, completará e! ciclo y se dividirá. Si no recibe la señal de continuación, abandonará el ciclo para cambiar a un estado de no división denominado fase Go, como ocurre en las neuronas y en las células musculares completamente formadas y maduras.
2º.- Fases del Ciclo Celular Interfase Es el período de tiempo que transcurre entre dos mitosis sucesivas, y ocupa la mayor parte del ciclo celular. Durante la interfase, hay una gran actividad metabólica, la célula aumenta de tamaño y duplica su material genético preparándose para la división celular. Se distinguen tres períodos o fases: Fase G 1. Su nombre viene del inglés gap, intervalo. En ella se sintetizan las proteínas necesarias para que la célula aumente de tamaño. Comienza cuando termina la fase M y dura hasta que se inicia la replicación del ADN. Su duración es muy variable, dependiendo del tipo celular. En las células que no entran nunca en mitosis, esta fase es permanente y recibe el nombre de Go. Se dice entonces que la célula se encuentra en estado de reposo o quiescencia. Se da en células que han sufrido un proceso importante de diferenciación, como las neuronas o las fibras musculares estriadas. Fase S (S de síntesis). Se produce la replicación del ADN y se sintetizan las histonas. En los mamíferos, esta fase dura unas siete horas. Como resultado de la replicación, cada cromosoma está formado por dos cromátidas unidas por el centrómero. Fase G 2. Tiene una duración muy corta (alrededor de tres horas en los mamíferos), y en ella, la célula puede aumentar ligeramente de tamaño. Se transcriben y traducen genes que codifican las proteínas -como por ejemplo, la tubulina- necesarias para que la célula se divida, y se duplican los centriolos. Esta fase finaliza en el momento en que se inicia la condensación de los 'cromosomas para comenzar la mitosis. Fase M: división celular. Tras la replicación del ADN, se puede llevar a cabo la división celular o fase M. La división celular, tanto en las células animales como en las vegetales, consta de dos procesos: la mitosis, en la que se produce la división del núcleo; y la citocinesis, que consiste en la división del citoplasma. El objeto de la división celular es producir dos células hijas con idéntico matera genético) Mitosis: La mitosis, también llamada cariocinesis (del griego karyo y kinesis, movimiento del núcleo) tiene por objeto repartir de manera equitativa el material hereditario, que se ha duplicado en la fase S, entre las dos células hijas que se van a producir. Se divide en varias etapas sucesivas: Profase Se produce una condensación de la cromatina, y los cromosomas comienzan a hacerse visibles. Como ya se ha producido la replicación durante la fase S, cada uno está formado por dos cromátidas hermanas idénticas unidas por el centrómero. En las células que tienen centriolos ya duplicados en la fase 63, estos comienzan a separarse hasta que se sitúan en polos opuestos de la célula. A medida que se separan los centriolos, se forman entre ellos -por polimerización de los microtúbulos del áster- los microtúbulos polares, que constituyen el huso acromático o huso mitótico. La membrana nuclear y el nucléolo desaparecen, y los cromosomas se dispersan por el citoplasma. En los centrómeros de cada cromosoma se forman los cinetocoros, a partir de los cuales se originan los microtúbulos cinetocóricos.
Metafase Los cromosomas alcanzan el grado máximo de condensación. El huso acromático está formado y se extiende entre los dos polos de la célula. Los microtúbulos cinetocóricos empujan a los cromosomas de manera lenta y progresiva hasta situarlos en el plano medio del huso acromático, donde forman la placa ecuatorial o metafásica. Los centrómeros se colocan perpendiculares al eje formado por los dos centriolos, de manera que cada una de las cromátidas que formar el cromosoma metafásico queda orientada hacia un polo. Anafase Las dos cromátidas de cada cromosoma inician, de forma simultánea, Un movimiento de separación hacia polos opuestos arrastradas por los microtúbulos cinetocóricos, que se acortan por despolimerización. La separación de ambas cromátidas se inicia por el centrómero y de forma sincronizada en todos los cromosomas de la placa metafásica, Los microtúbulos polares se alargan por polimerización y separan, cada vez más, los dos polos del huso acromático. La anafase concluye cuando los cromosomas llegan a los polos. Telofase Los nucléolos reaparecen y los cromosomas comienzan a descondensarse, con lo que dejan de ser visibles. La membrana nuclear reaparece alrededor de cada grupo de cromosomas, delimitándose así dos zonas nucleares; una en cada polo de la célula-las membranas se forman a partir del retículo endoplásmico.
Citocinesis: La división, celular no termina con la mitosis; con ella se ha repartido la dotación genética de la célula, pero aún es necesario que el citoplasma se divida entre las dos células hijas y que los orgánulos citoplasmáticos se repartan de la manera más equitativa posible. Este proceso se denomina citocinesis, y ocurre de modo diferente en las células animales y vegetales. Células animales En las células animales se produce un estrangulamiento que divide en dos a la célula madre. A la altura de la placa ecuatorial aparece un anillo contráctil formado por filamentos de actina y miosina. Este anillo se va estrechando, y origina un surco de segmentación que cada vez se hace más estrecho hasta que se produce el estrangulamiento total y la separación de las dos células hijas. Células vegetales En las células vegetales, a la altura de la placa ecuatorial se forma un tabique de separación entre las dos células hijas denominado fragmoplasto. Se forma por fusión de las vesículas del aparato de Golgi que contienen los componentes que originan la pared celular- y los restos de los microtúbulos que formaban el huso acromático. El fragmoplasto no se cierra completamente, sino que se halla perforado por finos puentes citoplasmáticos o plasmodesmos que aseguran la comunicación entre las dos células hijas.
3º.- Meiosis. La meiosis es un tipo de división celular que tiene la misma finalidad en todo tipo de células, producir células haploides, es decir, con la mitad del contenido de ADN; Estas células son los gametos de los organismos que se reproducen sexualmente. Las características básicas de la meiosis son: A partir de una célula diploide, denominada genéricamente meiocito, se obtienen cuatro células haploides genéticamente diferentes entre sí y diferentes de la célula madre. El número de cromosomas se reduce a la mitad (meiosis viene del griego meio, disminución). Se produce un fenómeno de recombinación génica o intercambio de material hereditario entre las cromátidas de los cromosomas homólogos. La meiosis consta de dos divisiones sucesivas -meiosis I y meiosis II- que, al igual que la mitosis, están divididas en varias etapas. En la interfase previa a la meiosis 1, como resultado de la replicación del ADN, se produce la duplicación de los cromosomas, que quedan formados por dos cromátidas unidas por el centrómero. Meiosis I o división reduccional En esta primera división meiótica se aparean los cromosomas homólogos y se produce e intercambio de material hereditario; al finalizar, tos cromosomas se han reducido a' la mitad. Es la etapa más compleja y está dividida, a su vez, en cinco subfases:
Meiosis II: También recibe el nombre de segunda división meiótica. Se desarrolla del mismo modo que la mitosis, y ocurre simultáneamente en las dos células hijas. Antes de comenzar, se produce una corta interfase en la que no hay síntesis de ADN. Profase II. Desaparece la membrana nuclear, los cromosomas se condensan y se forma el huso acromático. Metafase II. Los cromosomas se sitúan en la placa ecuatorial. Cada uno está formado por dos cromátidas unidas por el centrómero, y cada una tiene asociado un cinetocoro. Anafase II. Se separan los centrómeros, y cada cromátida emigra hacia polos opuestos. Telofase II. Se. forma la membrana nuclear alrededor de los cromosomas, que se descondensan. Se produce la citocinesis y se obtienen cuatro células hijas, cada una de las cuales tiene la mitad de los cromosomas de [a célula madre. Son células haploides y genéticamente distintas, ya que tienen algunos de sus cromosomas recombinados.