El Ciclo Celular
El ciclo celular o ciclo vital de una célula es el período de tiempo que abarca desde que se forma una célula hasta que se divide dando lugar a dos nuevas células. Se compone de dos etapas muy diferentes:
- La división celular: período en el que se forman las dos células hijas a partir de la célula inicial.
- La interfase: período de crecimiento celular, que comprende el tiempo que transcurre entre dos divisiones sucesivas. En ella tienen lugar la mayoría de las actividades celulares, entre ellas la síntesis de proteínas, replicación del ADN, etc.
La Interfase
Dividimos la interfase en tres subfases: G1, S y G2.
La síntesis de proteínas y de ARN se produce a un ritmo constante a lo largo de toda la interfase, pero la síntesis de ADN (duplicación) solamente se realiza durante la fase S (S de síntesis).
El período G1 comienza inmediatamente después de la división anterior y es un período en el que tiene lugar una gran actividad metabólica, es la fase de crecimiento inicial. La célula aumenta de tamaño, se sintetizan proteínas, se forman orgánulos citoplasmáticos (ej: microtúbulos, ribosomas) y estructuras membranosas a partir del retículo que se renueva… En G1 se sintetizan sustancias que inhiben o estimulan la fase S y el resto del ciclo, determinando si habrá de ocurrir o no la división celular. Al final de la G1 se distingue un momento de no retorno, denominado punto de restricción o punto R, a partir del cual ya es imposible detener que se sucedan las fases S, G2 y M.
El período S es el de síntesis o duplicación del ADN. Se siguen transcribiendo los genes necesarios para sintetizar las proteínas que precise la célula. Durante esta fase comienza la duplicación de los centriolos: 1º se separan un poco y a continuación, cerca de la base de cada centriolo y perpendicularmente, empiezan a polimerizarse los microtúbulos del nuevo centriolo hijo.
El período G2 es el que antecede a la mitosis. En este período las fibras cromatínicas (moléculas de ADN) ya están duplicadas, cada cromosoma estará formado por dos cromátidas (o moléculas de ADN) unidas a nivel del centrómero. En esta fase la célula contiene el doble de ADN que en la fase G1. Se sintetizan las proteínas necesarias para la división de la célula, la tubulina del huso y otras estructuras que intervienen en la separación de los cromosomas y en la citocinesis. Al final de esta fase la célula ya contiene 2 diplosomas inmaduros.
Apuntes de Biología 2º Bachillerato.
La División Celular
La división celular comprende dos procesos: la cariocinesis o mitosis (fase M), que es la división del núcleo, y la citocinesis, que es la división del citoplasma. Normalmente a cada mitosis le sigue una citocinesis, pero a veces no ocurre esto y se forman células con dos o varios núcleos.
A partir de la fase M, la célula puede entrar de nuevo en la fase G1 y dividirse otra vez o en la llamada G0 en la que sufre una serie de transformaciones que conducen a la diferenciación celular.
En cuanto al tiempo que se requiere para completar el ciclo, varía según el tipo de célula y los factores que puedan influir, como la temperatura o los nutrientes disponibles. El periodo más variable del ciclo es el de G1, en el que algunas células permanecen incluso años.
Si consideramos que el ciclo vital de una célula son 24 horas: 11 horas estaría en G1, 8 horas en S, 4 horas en G2 y sólo 1 hora en M.
Mitosis
El ciclo celular se divide en interfase y mitosis. En interfase se duplica el material genético y, por medio de la mitosis, ese material se reparte por igual entre las dos células hijas. Así, a partir de una célula madre, por mitosis se obtienen dos células hijas con igual dotación cromosómica que la progenitora. Este mecanismo de división se utiliza en procesos de renovación de tejidos, regeneración, crecimiento, siempre que se necesite obtener células del mismo tipo.
El origen de las fuerzas que arrastran a los cromosomas, así como el mecanismo general de la mitosis, todavía no se conoce muy bien. No obstante, se sabe que, formando parte del huso, se encuentran microfilamentos contráctiles constituidos por proteínas como la actina, la miosina y la dineína; también han sido aisladas en esta zona enzimas ATPásicas que proporcionarían la energía necesaria. Los microtúbulos del huso harían el papel de guías sobre las que se desplazarían los cromosomas y las proteínas contráctiles que los arrastrarían; la polimerización y despolimerización de los microtúbulos controlaría el desplazamiento de los cromosomas durante la anafase.
Dividimos la mitosis en una serie de etapas para facilitar su estudio, pero teniendo en cuenta que se trata de un proceso continuo.
Profase
Es la fase más larga y, a su vez, podemos dividirla en dos subfases:
a) Profase Temprana
Se aprecia en la célula un núcleo muy dilatado y una tendencia a la esfericidad general por pérdida de su citoesqueleto (el citoesqueleto se despolimeriza dejando libres sus proteínas constitutivas para, con ellas, formar más adelante el huso acromático). En el interior del núcleo se observa la condensación progresiva de la cromatina para dar lugar a los cromosomas, la desaparición de los nucléolos y la construcción de los esbozos de los cinetocoros cromosómicos.
En el citoplasma de las células animales se observa que el diplosoma o pareja de centriolos del centrosoma ya está duplicada (se había duplicado durante la etapa G2) y en este momento comienzan a separarse progresivamente desplazándose hacia polos opuestos.
En las células animales, el par de centriolos (diplosoma) se ha dividido en interfase y ha dado lugar a dos pares de centriolos que constituirán los focos de unas ordenaciones radiales de microtúbulos, los ásteres. Los dos ásteres, que al principio están juntos, se separan, los haces de microtúbulos se alargan y se forma un huso mitótico bipolar. Algunos microtúbulos van, sin solución de continuidad, desde un polo hasta el opuesto, pero la mayoría van solo hasta un poco más allá del ecuador del huso.
Las células vegetales, aunque carecen de centriolos, también forman huso acromático. Parece ser que esta función la desempeña el centro organizador de microtúbulos. Los husos sin centriolo son anastrales, están menos centrados en los polos.
b) Premetafase o Profase Tardía
A medida que van condensándose los cromosomas (puesto que hubo duplicación del material genético en interfase, cada cromosoma está formado por dos cromátidas unidas por el centrómero), la envoltura nuclear se desintegra y confunde con el retículo endoplasmático. Decimos entonces que comienza la premetafase o profase tardía.
La envoltura nuclear desaparece totalmente, los cinetocoros terminan su formación y los cromosomas, totalmente condensados, quedan libres en el hialoplasma.
Los cinetocoros, que también son centros organizadores de microtúbulos, comienzan a emitir unos microtúbulos llamados fibras cromosómicas o cinetocóricas que se alargan progresivamente hacia los polos del huso acromático. Los cromosomas se orientan entonces de tal manera que cada uno de sus cinetocoros mira hacia un polo opuesto del huso.
Los cromosomas, posiblemente arrastrados por los microtúbulos cinetocóricos, se desplazan hacia el huso hasta que los microtúbulos del huso y los cinetocóricos se imbrican, dejando a los cromosomas sobre el huso acromático, relacionados a éste por su cinetocoro.