Ciclo Celular y Mitosis..
Ciclo celular y Mitosis
Ciclo Celular. Una de las características más notables de los organismos es su capacidad para producir más organismos, es decir, la capacidad de reproducirse. Las células, como unidades elementales de la vida, necesariamente tienen esa capacidad. El ciclo celular corresponde al conjunto ordenado de eventos que ocurren entre dos divisiones celulares. Se divide en dos grandes eventos: la Interfase y la División celular.
Ciclo celular La división celular más común es aquella por la cual las células producen réplicas de si mismas partiéndose en dos. Esto quiere decir que células diploides generan células diploides con el mismo material genético que la célula de origen (célula madre ). La célula antes de dividirse debe aumentar su tamaño (de lo contrario las células hijas serían cada vez más pequeñas) y duplicar su material genético (si no lo hiciera, perdería la condición de diploide).
Ciclo Celular. El periodo de crecimiento y duplicación del material hereditario recibe el nombre de Interfase y el periodo en el cual se divide equitativamente el material genético duplicado se le conoce como Mitosis. Por último, el periodo en que se divide el citoplasma para formar las dos células hijas se denomina citocinesis. Los organismos unicelulares, por medio de la mitosis, aumentan el número de individuos en la población. En las plantas y animales pluricelulares, la división celular es el procedimiento por el cual el organismo crece, partiendo de una sola célula, y los tejidos dañados son reemplazados y reparados. Para completarse, puede requerir desde pocas horas hasta varios días, dependiendo del tipo de célula y de factores externos como la temperatura o los nutrimentos disponibles.
Interfase. Corresponde al periodo más extenso del ciclo celular; la interfase se encuentra dividida en tres etapas: G 1, S, G 2. G 1 : también denominada primera fase de crecimiento. Durante este periodo la célula realiza las actividades para las que están especializadas. Si la célula ha de dividirse debe aumentar principalmente de tamaño, y formar proteínas y ARN. Si las condiciones ambientales son adecuadas la célula pasa a la siguiente etapa. S: en esta etapa se duplica el material genético. La cromatina (ADN+histonas) se encuentra descondensada en forma de hebras, que se duplican. Este proceso involucra sintetizar nuevas moléculas de ADN, de modo que queden dos copias del material genético
Interfase. G 2 : corresponde a la segunda fase de crecimiento. Durante este periodo la célula continua creciendo, sigue sintetizando ARN y proteínas. Si han ocurrido errores en la duplicación del ADN, es en esta etapa donde se corrigen. Al finalizar G 2, la célula está lista para dividir su núcleo a través de la mitosis. G 0 : corresponde a una etapa de estasis o quiescencia, entendida como un reposo proliferativo en el cual la célula cesa de dividirse. Generalmente ocurre en células muy diferenciadas que han perdido la capacidad de reproducirse como las neuronas o los eritrocitos. Sin embargo algunas células, como los hepatocitos, pueden salir de G 0 y dividirse si es necesario.
Mitosis. Por lo general el término mitosis se utiliza indistintamente para dos procesos diferentes en la división celular: la mitosis propiamente tal, que consiste en la división del material genético de manera equitativa y la citocinesis, que corresponde a la división del citoplasma. La mitosis (Gr. mitos, hebra.) se puede definir de manera formal como la división del núcleo celular que se caracteriza por la replicación de los cromosomas y la formación de dos núcleos hijos idénticos. Este proceso es continuo en el tiempo, pero para su mejor comprensión se divide en cuatro etapas: 1.Profase. 2.Metafase. 3.Anafase. 4.Telofase.
Profase. Al principio de esta etapa la cromatina se presenta como finos filamentos que empiezan a condensarse formando los cromosomas; la membrana nuclear o carioteca se desorganiza y por último, unas finas estructuras proteicas en forma de filamentos tubulares (los microtubulos) comienzan a formarse formando el denominado huso mitótico. Durante la denominada profase tardía o prometafase el huso mitótico migra hacia los polos de la célula.
Metafase. En esta etapa la carioteca ya no es visible, los cromosomas son claramente visibles al microscopio óptico, formados por dos cromátidas hermanas y unidas por el centrómero. Lo más característico de la metafase es que los cromosomas migran hacia el plano ecuatorial de la célula y el huso mitótico se encuentran en los polos. Las fibras del huso mitótico se unen a los centrómeros de los cromosomas y permanecen fuertemente unidos.
Anafase. Se caracteriza por que en esta etapa las fibras del huso mitótico comienzan a acortarse lo que causa que cada cromátida sea, literalmente, arrastrada hacia los polos de la célula. De esta manera, las cromátidas que formaban el cromosoma se separan y cada una se dirige hacia un polo diferente de la célula recibiendo el nombre de cromosomas hijos. Huso mitótico en la división celular.
Telofase. En esta etapa, los cromosomas hijos ya han migrado a los polos de la célula. Comienzan a descondensarse volviendo a formar cromatina, la carioteca comienza nuevamente a reorganizarse constituyendo nuevamente el núcleo celular y el huso mitótico se desarma. Al final de este proceso podemos observar que la célula posee dos núcleos que contienen la misma cantidad de material genético.
Citocinesis. Este proceso corresponde a la división del citoplasma de manera equitativa. Al finalizar se tendrán dos células hijas. En células animales, la citocinesis ocurre gracias a ciertas proteínas que se ubican en el plano ecuatorial de la célula, formando un anillo contráctil, que comienza a cerrarse cada vez más hasta estrangularse la membrana plasmática, provocando finalmente la división del citoplasma. En las células vegetales el proceso es diferente; una serie de vesículas dividen el citoplasma en el plano ecuatorial. Estas vesículas son producidas por los aparatos de Golgi y contienen polisacáridos que van a formar la futura pared celular. Las vesículas se fusionan formando una lámina media. Cuando se completa la división celular, se han producido dos células hijas, más pequeñas que la célula materna, pero indistinguibles de ésta en cualquier otro aspecto.
Significado Biológico de la Mitosis. La reproducción celular por mitosis permite a las células mantener, de generación en generación, el número de cromosomas y la cantidad de material genético propios de la especie. Garantiza, además, que las células hijas sean genéticamente idénticas a la célula madre. Para los organismos eucariotas unicelulares, la división celular por mitosis es el proceso por el cual se reproducen, aumentando el número de individuos en la población. En el caso de los organismos pluricelulares, la división por mitosis es la responsable del crecimiento corporal y del reemplazo celular que permite la renovación constante de los tejidos y su regeneración en caso de lesiones. Div-plantas. Div-animales 02. Div-animal desarrollo embrionario.
Control del Ciclo Celular. En los organismos pluricelulares la división celular es un proceso finamente regulado. De esta manera, el número de células en cada tejido se mantiene relativamente constante asegurando así el correcto funcionamiento del organismo. El objetivo de controlar cualquier proceso cíclico es el de ajustar la duración del ciclo para permitir que todos los eventos tengan el tiempo suficiente para que ocurran. La reproducción celular por mitosis es esencial para la vida de los pluricelulares. Si las células no se reprodujeran, no creceríamos ni podríamos reemplazar las células que se mueren, ni reparar tejidos dañados. No obstante, así como es de importante que las células se reproduzcan, lo es que lo hagan a una tasa adecuada y que dejen de hacerlo si es necesario.
Uno de los mecanismos de control se basa en la presencia de la proteína p53, que es capaz de bloquear el ciclo celular si el ADN se encuentra dañado. Si el daño es muy severo, la proteína p53 es capaz de generar la muerte de la célula o apoptosis.
Apoptosis Apoptosis. En la formación de un individuo, la muerte celular o apoptosis es tan importante como la división celular. La mayoría de las células fabrican las proteínas que forman parte de una maquinaria para su propia destrucción. Esta maquinaria letal está compuesta por enzimas capaces de degradar proteínas (proteasas) cuya activación produce, directa o indirectamente, cambios celulares característicos. Las células que entran en apoptosis se encogen y se separan de sus vecinas; luego las membranas celulares se ondulan y se forman burbujas en su superficie; la cromatina se condensa y los cromosomas se fragmentan; finalmente, las células se dividen en numerosas vesículas, los cuerpos apoptósicos, que serán engullidas por células vecinas.
Apoptosis. Las enzimas involucradas en el proceso de apoptosis permanecen normalmente inactivas en las células, respondiendo a mecanismos de control estrictos. Los mecanismos de control son los responsables de activar la maquinaria letal en momentos particulares de la vida de la célula, respondiendo a señales externas o internas. Cualquier alteración en estos mecanismos de control puede tener consecuencias nefastas para el organismo, creando estados patológicos producidos tanto por la pérdida de células normales como por la sobrevida de células que deberían entrar en apoptosis. Cuando una célula muere por daño o envenenamiento, proceso denominado necrosis, normalmente se hincha y explota, derramando su contenido en el entorno. Como consecuencia, se produce una inflamación que recluta leucocitos, y que puede lesionar el tejido normal que la circunda. La apoptosis, a diferencia de la necrosis, es un tipo de muerte activa, que requiere gasto de energía por parte de la célula y es un proceso ordenado en el que no se desarrolla un proceso inflamatorio.