División Celular: Proceso de Replicación Celular
Ciclo Celular
La división celular es el proceso por el cual el material celular se divide entre dos nuevas células hijas. El ciclo celular consiste en:
- Fase G1: Durante esta fase, las moléculas y estructuras citoplasmáticas aumentan.
- Fase S: Los cromosomas se duplican.
- Fase G2: Comienza la condensación de los cromosomas y el embalaje de las estructuras especiales requeridas para la mitosis y citocinesis.
Interfase
Es el período entre dos divisiones sucesivas y en el cual existe una elevada actividad celular. Es el de mayor duración en el ciclo celular, y se distinguen las siguientes etapas:
G1
Es la etapa de «mantención» celular. En ella la célula realiza todas las funciones necesarias para vivir. Oxida moléculas combustibles para la obtención de energía, sintetiza proteínas, etc. Algunas células quedan detenidas en esta etapa, sin experimentar las fases siguientes. Por ejemplo, las neuronas.
S
En esta etapa se duplica el material genético, además hay síntesis de histonas para la organización de los cromosomas, como también duplicación de los centríolos.
G2
Este período se caracteriza por la síntesis de algunas proteínas, por ejemplo aquellas que constituirán el huso mitótico, y en general, las que intervienen en la mitosis.
Mitosis (Dos células hijas iguales a la madre)
La mitosis es la división nuclear asociada a la división de las células somáticas. Las células somáticas de un organismo eucariótico son todas aquellas que no van a convertirse en células sexuales.
La mitosis, entonces, es el proceso de división o reproducción nuclear (del núcleo) de cualquier célula que no sea germinal (sexual). En ella, una de las estructuras más importantes son los cromosomas, formados por el ADN y las proteínas presentes en el núcleo.
Profase
Las hebras de ADN se condensan y van adquiriendo una forma determinada llamada cromosoma. Desaparecen la membrana nuclear y el nucléolo. Los centríolos se ubican en puntos opuestos en la célula y comienzan a formar unos finos filamentos que en conjunto se llaman huso mitótico. Nótese que el núcleo (ya sin membrana) y todos los componentes celulares están dispersos dentro del citoplasma.
Metafase
Las fibras del huso mitótico se unen a cada centrómero de los cromosomas. Estos se ordenan en el plano ecuatorial de la célula, cada uno unido a su duplicado.
Anafase
Los centrómeros se duplican, por lo tanto, cada duplicado del cromosoma se separa y es atraído a su correspondiente polo, a través de las fibras del huso. La anafase constituye la fase crucial de la mitosis, porque en ella se realiza la distribución de las dos copias de la información genética original.
Telofase
En ella se desintegra el huso mitótico, la membrana nuclear y el nucléolo reaparecen, los nuevos cromosomas pierden su forma definida y se transforman en hebras o largos filamentos de ADN.
Terminada la telofase se forman dos núcleos idénticos en relación con la cantidad y calidad de ADN que posee cada célula nueva.
Células Haploides y Diploides
Las células haploides son aquellas que poseen la mitad de la dotación completa de material genético, es decir de cromosomas. A estas células se las suele nombrar con la abreviación n.
En el caso del ser humano las células haploides tienen 23 cromosomas.
Las células diploides son aquellas que poseen la dotación completa de material genético, es decir de cromosomas. A estas células se las suele nombrar con la abreviación 2n.
En el caso del ser humano las células diploides tienen 46 cromosomas, los que se aparean en 23 pares, 22 autosomas y un par sexual.
Las células diploides se pueden dividir por medio de mitosis o meiosis. En el primer caso originan células dos diploides y en el segundo cuatro haploides.
Las células diploides también se llaman células somáticas para diferenciarlas de las gametas (óvulos y espermatozoides) que son haploides. Las células triploides tienen el triple del número haploide de los cromosomas.
Meiosis (Cuatro células hijas)
Meiosis es la división nuclear de los gametos, solo ocurre en organismos con reproducción sexual. Durante la meiosis las células germinales producen células haploides. Posteriormente al unirse un espermatozoide y un óvulo, se forma el cigoto, que une los 23 cromosomas paternos y los 23 cromosomas maternos. Reconstituye una célula con un número diploide de cromosomas.
La meiosis solo se produce en células germinativas de organismos con reproducción sexual. En la meiosis se reducen los cromosomas de los gametos a la mitad y se obtienen 4 células haploides. Durante la meiosis puede haber variabilidad genética.
La meiosis tiene lugar en dos fases y cada una de ellas consta a su vez de profase, metafase, anafase y telofase. La meiosis presenta dos divisiones que se diferencian en cuatro fases cada una.
Primera División
Profase 1
Periodo más largo ya que supone un 90% de la misma. Se divide en 5 subperiodos: leptoteno, cigoteno, paquiteno, diploteno, diacinesis.
- Leptoteno: Los cromosomas se hacen muy visibles y aparece el cromómero que se usa para identificar a cada cromosoma.
- Cigoteno: Los cromosomas se unen.
- Paquiteno: Los cromosomas se acortan y engruesan y se produce la recombinación entre las cromátidas.
- Diploteno: Se separan los cromosomas. Esta fase se detiene en el quinto mes embrionario y se reanuda en la pubertad, solo en las mujeres.
- Diacinesis: Los cromosomas se espiralizan y se preparan para entrar en la siguiente fase.
Metafase 1
Se separan los cromosomas.
Anafase 1
Se desplazan los cromosomas a los polos opuestos.
Telofase 1
Los cromosomas llegan a los polos y se forma una envoltura nuclear. Se forman dos células haploides con 23 cromosomas.
Segunda División
Profase 2
Es corta y da paso a la segunda división meiótica.
Metafase 2
Aparecen las fibras cromosómicas que se enganchan a los cromosomas.
Anafase 2
Cada cromátida se va a un polo.
Telofase 2
Los cromosomas se desespiralizan y se inicia la formación de la envoltura nuclear.
Citocinesis
Se forman cuatro células haploides con 23 cromosomas.
Objetivos de la meiosis
- Mantener el número de cromosomas de las especies con reproducción sexual.
- Aumentar la variabilidad de la especie.
Mecanismos para mantener la variabilidad de la especie
- La distribución al azar de los cromosomas que aportan la madre y el padre. El número de combinaciones posibles tras la fecundación es de 2n, donde n es el número de cromosomas. En el ser humano 8.4 millones.
- La recombinación genética durante la meiosis, donde los genes de un cromosoma homólogo se recombinan con otro.