El Ciclo Celular

El ciclo celular es el conjunto ordenado de sucesos que transcurre desde que se forma una célula por la división de otra progenitora hasta que se divide y da lugar a dos células hijas. Comprende dos etapas principales:

I. La Interfase

En la interfase, la célula no se divide, el material genético se duplica y se produce un crecimiento celular. Esta fase se subdivide en tres periodos:

• Fase G1

  No hay síntesis de ADN. En ella se produce crecimiento celular, duplicación del número de orgánulos y estructuras citoplásmicas, y la preparación de los cromosomas para la replicación. Muchas células en G1 no entran en división; se dice, entonces, que están en fase de reposo o fase G0. Algunas células diferenciadas, como las neuronas o las células musculares esqueléticas, pueden permanecer en la fase G0 de por vida; se dice, en este caso, que las células se encuentran en estado de reposo o quiescencia. A veces, es posible hacerlas salir de este estado por estimulación mitogénica, pero si lo hacen de forma descontrolada pueden producir cáncer. El punto del ciclo celular en el que se toma la decisión de proseguir hacia la fase S y la mitosis se denomina punto R o punto de no retorno, y se encuentra situado hacia el final de G1.

• Fase S (Síntesis)

  Antes de que tenga lugar la división celular, la célula tiene que duplicar su material genético. De no ser así, en cada división se reduciría a la mitad, lo que supondría una pérdida de información genética incompatible con la supervivencia de la célula. Este proceso se produce en la llamada fase S o síntesis. La fase S es un proceso muy regulado y preciso, ya que la pérdida o el exceso de material genético podrían desencadenar alteraciones celulares que producirían la muerte o el desarrollo de tumores. La mayor parte de las mutaciones se producen durante la replicación del ADN.

• Fase G2

  Es una etapa de preparación para la mitosis; la célula ha alcanzado el tamaño adecuado y los cromosomas están completamente duplicados. Los dos pares de centriolos se disponen cerca de la membrana nuclear.

II. La Mitosis (División Celular Somática)

La mitosis es un periodo donde se producen la división del núcleo o cariocinesis y la división o reparto del citoplasma y de los orgánulos, la citocinesis. En la cariocinesis o división del núcleo se produce el reparto del material genético. Es un proceso continuo, pero suele dividirse, para su estudio más detallado, en cuatro fases:

• La Profase

  • Visualización de los cromosomas: Los cromosomas se van condensando y se van visualizando como unidades dobles completas, unidas a nivel del centrómero; cada cromosoma tiene dos cromátidas.
  • Movimiento centrífugo de los cromosomas: Los cromosomas se desplazan hacia la membrana nuclear y dejan un espacio vacío en el centro del núcleo.
  • Desaparición de la membrana nuclear y del nucléolo: Se produce hacia el final de la profase.
  • Formación del huso mitótico: Alrededor de los centriolos, que se habían duplicado antes de la mitosis y que constituyen el centrosoma, se forman unos microtúbulos que se disponen radialmente, constituyendo las llamadas fibras de áster. Los centriolos se separan hacia los dos polos y, desde las fibras áster, empiezan a aparecer las llamadas fibras continuas; estas dan lugar al huso mitótico, que enlaza los dos pares de centriolos.

• La Metafase

  • Condensación máxima de los cromosomas: El grado de visualización de los cromosomas es máximo en esta etapa.
  • Disposición ecuatorial de los cromosomas: Los cromosomas se sitúan en la zona central de la célula, formando la llamada placa ecuatorial. Los cromosomas están alineados en la placa ecuatorial a igual distancia de los polos.
  • Aparición de los Cinetocoros en los cromosomas: Se asocia al centrómero un complejo discoidal proteico.
  • Formación de las fibras cromosómicas: Estas fibras enlazan los centriolos con los cinetocoros y los brazos de los cromosomas. Cada cromátida permanece unida, así, mediante su cinetocoro, a un polo distinto, acumulándose progresivamente tensión en esta unión, como consecuencia de la separación de los polos.

• La Anafase

  (Nota del profesor: Esta fase no estaba detallada en el texto original, pero sigue a la Metafase. Se asume que el texto se centró en las fases más complejas de la Meiosis.)

• La Telofase

  (Nota del profesor: Esta fase no estaba detallada en el texto original, pero sigue a la Anafase.)

La Meiosis (División Celular Reduccional)

Interfase Premeiótica

Es una fase S muy similar a la fase S premitótica. En ella se producen cromosomas compuestos por dos cromátidas.

Primera División Meiótica (Meiosis I)

Profase I

Es la fase más larga y compleja, subdividida en cinco subetapas:

1. Leptoteno: Los cromosomas se condensan y comienzan a visualizarse. Cada cromosoma está formado por dos cromátidas.
2. Zigoteno: Los cromosomas homólogos se emparejan entre sí. Cada cromosoma se aparea longitudinalmente. Esta asociación se llama sinapsis, y se extiende a lo largo de ellos del mismo modo que una cremallera engarza las dos partes a partir de un punto de iniciación.
3. Paquiteno: Los cromosomas se contraen y se aprecia que cada par de cromosomas está formado por 4 cromátidas, denominándose tétrada. Los dos cromosomas homólogos comparten un único cinetocoro. En esta fase, se produce el sobrecruzamiento, cuyo resultado es la recombinación génica del material hereditario. El sobrecruzamiento es un fenómeno de intercambio de segmentos de ADN entre cromátidas no hermanas y homólogas.
4. Diploteno: En esta subetapa, los cromosomas homólogos inician su separación, que no se completa, ya que quedan unidos por algunos puntos denominados quiasmas. Estos son la prueba citológica de que se ha producido sobrecruzamiento.
5. Diacinesis: Se produce una contracción acentuada de los cromosomas. Los quiasmas se desplazan hacia el extremo del cromosoma y allí mantienen unidas las cromátidas hasta la metafase. El nucléolo y la membrana nuclear comienzan a desaparecer.

Metafase I

En la metafase I desaparece la membrana nuclear y el nucléolo. Los bivalentes se condensan al máximo y se sitúan en la placa ecuatorial, orientándose al azar cada miembro de la pareja hacia un polo u otro, unidos por las fibras del huso acromático.

Anafase I

Las dos cromátidas de cada cromosoma del bivalente se comportan como una unidad funcional. Los n cromosomas migran a cada polo y se reduce el número de cromosomas de la célula a la mitad. Se diferencia de la anafase mitótica en que en esta se separaban cromátidas, no cromosomas completos.

Telofase I

Cada uno de los cromosomas homólogos se ha desplazado hacia uno de los dos polos de la célula. El grupo de cromosomas de cada polo contiene la mitad de cromosomas que el núcleo original. Al final de la primera división meiótica, se originan dos células hijas haploides, con n cromosomas, pero con dos cromátidas cada uno.

Segunda División Meiótica (Meiosis II)

Fases de la Meiosis II

• La Interfase: Entre la Primera División Meiótica y la Segunda puede tener lugar una interfase, o no. En el caso de que exista, es breve y no se produce duplicación del ADN, ya que los cromosomas están formados por dos cromátidas y no se replican.
• La Profase II: Las envolturas nucleares se desintegran y comienzan a aparecer las fibras del huso.
• La Metafase II: En ella, los cromosomas se disponen en la placa ecuatorial, y los centrómeros hermanos empiezan a separarse.
• La Anafase II: Las cromátidas hermanas se separan hacia los polos y se convierten en cromosomas hijos.
• La Telofase II: Los cromosomas se desespiralizan. El huso se desorganiza. Se forma la envoltura nuclear alrededor de los conjuntos de cromosomas que hay en cada polo.
• La Citocinesis: Como resultado de la citocinesis, se obtienen 4 células hijas cuyos núcleos constan de n cromosomas, compuestos por una cromátida. En vegetales permanecen unidas formando las tétradas.

Resumen Comparativo: Mitosis

La Mitosis es una división conservacional, es decir, a cada replicación del ADN le sigue una división: las células hijas tienen el mismo número de cromosomas y la misma cantidad de ADN que la célula madre. Dura unas 3 horas. Los cromosomas se comportan independientemente, y la información genética no varía. En la anafase se separan 2n cromátidas.