1. El Ciclo Celular

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. Implica dos procesos principales:

• Duplicar su material hereditario, que luego ha de repartirse equitativamente entre las células hijas.
• Dividir en dos su citoplasma.

Control del Ciclo Celular

El ciclo celular está controlado a nivel molecular por un conjunto de proteínas citoplasmáticas que funcionan de forma cíclica, entre las que destacan las cíclicas y las quinasas. Existen puntos de control que determinan si la célula se divide o no, dependiendo de las señales que recibe.

Interfase

La interfase es el tiempo que transcurre entre dos mitosis sucesivas y ocupa la mayor parte del ciclo celular. Durante esta fase, la célula aumenta de tamaño y duplica su material genético. Se distinguen tres periodos o fases:

1. Fase G₁: Es la fase más larga. Se sintetizan las proteínas necesarias para el crecimiento celular y se inicia la replicación del ADN. En las células que no entran en mitosis, esta fase es permanente y se denomina G₀, un estado de quiescencia. Se repara el ADN dañado y se sintetiza ARNm y proteínas. Dura hasta que empieza la duplicación del ADN.
2. Fase S: Se produce la replicación del ADN y se sintetizan histonas. Junto a cada centriolo se forma uno nuevo y se sigue sintetizando ARNm y proteínas (sobre todo histonas).
3. Fase G₂: De corta duración, la célula continúa aumentando de tamaño. Se transcriben y traducen genes que codifican las proteínas necesarias para la mitosis. Se duplican los centriolos. Esta fase finaliza al iniciarse la condensación de los cromosomas para comenzar la mitosis.

2. La Replicación del ADN

La replicación o duplicación del ADN, crucial para la división celular, ocurre en la fase S de la interfase. El mecanismo general, intuido por Watson y Crick, se basa en la complementariedad de las bases nitrogenadas. Propusieron que la doble hélice del ADN se abre y las dos cadenas se separan, sirviendo cada una como molde para la síntesis de una nueva cadena complementaria. Se plantearon tres modelos de replicación:

• Modelo conservativo: Conserva las dos cadenas originales intactas y crea una nueva doble hélice compuesta por dos cadenas nuevas.
• Modelo dispersivo: Cada cadena hija contiene fragmentos de la cadena original y fragmentos de nueva síntesis.
• Modelo semiconservativo: Propuesto por Watson y Crick, cada doble hélice conserva una cadena original y sintetiza una nueva.

El experimento de Meselson y Stahl con E. coli confirmó el modelo semiconservativo.

3. Mitosis y Citocinesis

Mitosis (Cariocinesis)

La mitosis ocurre en todas las células somáticas. El material hereditario, duplicado en la fase S, se divide en varias etapas:

Profase

• La cromatina se condensa, haciendo visibles los cromosomas, cada uno compuesto por dos cromátidas hermanas unidas por el centrómero.
• Los centriolos se separan y se forman los microtúbulos polares, constituyendo el huso mitótico.
• La membrana nuclear y el nucléolo desaparecen.
• En los centrómeros se forman los cinetocoros, a partir de los cuales se originan los microtúbulos cinetocóricos.

Metafase

• Los cromosomas alcanzan su máximo grado de condensación.
• Los microtúbulos cinetocóricos empujan a los cromosomas hacia el centro del huso, donde forman la placa ecuatorial o metafásica.
• Los centrómeros se alinean en el ecuador del huso, con cada cromátida orientada hacia un polo.

Anafase

• Las cromátidas hermanas se separan y migran hacia polos opuestos, arrastradas por los microtúbulos cinetocóricos, que se acortan por despolimerización. Los microtúbulos polares se alargan por polimerización, separando aún más los polos.

Telofase

• Los cromosomas llegan a los polos y comienzan a descondensarse.
• Reaparecen los nucleolos y la membrana nuclear alrededor de cada grupo de cromosomas.