La División de las Células
Todas las células provienen de otras células preexistentes. La división celular es un proceso fundamental que ocurre en todos los organismos, ya sean unicelulares o pluricelulares. Este proceso implica la división del núcleo (mitosis) y la división del citoplasma (citocinesis).
La División del Núcleo: Mitosis
La mitosis comienza al final del período G2 del ciclo celular y consiste en la división del núcleo, separando las dos copias de ADN para formar dos núcleos hijos con la misma información genética. Este proceso garantiza que las células hijas reciban una copia completa del ADN materno y posean el mismo número y tipo de cromosomas que la célula madre.
Etapas de la Mitosis
La mitosis se divide en cuatro etapas principales:
- Profase: La fase más larga de la mitosis, donde el material genético se condensa formando cromosomas y se desarrolla el huso mitótico.
- Prometafase: La envoltura nuclear se desorganiza y el huso mitótico se organiza completamente.
- Metafase: Las cromátidas hermanas, conectadas a los polos de la célula por los microtúbulos del huso, se alinean en el plano ecuatorial de la célula.
- Anafase: Los microtúbulos del huso separan las cromátidas hermanas, que se dirigen a polos opuestos de la célula.
- Telofase: Se forman nuevos núcleos alrededor de las cromátidas, que se descondensan y adoptan la forma de cromatina.
Mitosis y Número de Cromosomas
El número de cromosomas es constante y característico en todas las células somáticas de cada especie. En las especies diploides, cada cromosoma tiene un homólogo, mientras que en las haploides, la dotación cromosómica está formada por una sola serie de cromosomas. Mediante la mitosis, cada célula hija recibe una cromátida de cada cromosoma, asegurando que el número de cromosomas se mantenga constante de generación en generación.
Reproducción Asexual
En la reproducción asexual, un solo individuo se separa en unidades reproductoras, que pueden ser células individuales o grupos de células. La división celular por mitosis da como resultado una descendencia genéticamente idéntica al progenitor, con la excepción de posibles mutaciones.
División del Citoplasma: Citocinesis
Una vez finalizada la división del núcleo, tiene lugar la división del citoplasma. Existen dos tipos principales de citocinesis:
- En células animales: Se forma un anillo de filamentos contráctiles en el plano ecuatorial de la célula, que se estrecha hasta separar las dos células hijas.
- En células vegetales: Se forma un tabique de separación llamado fragmoplasto, a partir del cual se desarrolla la pared celular que separa las células hijas.
Renovación Celular
La división celular es esencial para el crecimiento y la sustitución de células que mueren por procesos naturales o por lesiones. El ritmo de división celular varía entre los diferentes organismos y tipos celulares, siendo más rápido durante las primeras etapas del desarrollo y disminuyendo con la edad.
Reproducción Sexual y Meiosis
Los organismos pluricelulares se reproducen sexualmente, aunque muchos también presentan ciclos de reproducción asexual. El objetivo de la reproducción sexual es formar descendientes genéticamente diferentes a los progenitores.
Formación de Gametos
La reproducción sexual implica la formación de gametos, células especializadas que transportan la información genética de los progenitores. Los gametos son células haploides, con la mitad del número de cromosomas que la célula original. La reducción del número de cromosomas se produce mediante un tipo de división nuclear diferente a la mitosis, llamada meiosis.
Formación del Cigoto
La unión de los gametos y la fusión de sus núcleos da lugar al cigoto, restaurando el número de cromosomas característico de la especie.
Desarrollo del Cigoto
El cigoto se divide por mitosis, siguiendo las nuevas instrucciones genéticas, y origina un individuo que posee características de ambos progenitores.
La División Celular por Meiosis
La fusión de los gametos en la reproducción sexual da lugar a un cigoto con el doble de cromosomas que cualquiera de los gametos. Para evitar la duplicación del número de cromosomas en cada generación, es necesario que en algún momento del ciclo de vida de las especies con reproducción sexual se reduzca a la mitad. Esta reducción se produce durante la meiosis.
La Meiosis
La meiosis consta de dos divisiones consecutivas, llamadas primera y segunda división meiótica, que dan como resultado cuatro células haploides a partir de una célula madre diploide. En ambas divisiones meióticas se suceden las mismas fases: profase, metafase, anafase y telofase.
Primera División Meiótica
La principal diferencia entre la meiosis y la mitosis ocurre durante la profase de la primera división meiótica. En esta fase, los cromosomas homólogos se emparejan e intercambian material hereditario.
Etapas de la Profase I
- Los filamentos de ADN se duplican y condensan, formando cromosomas visibles, cada uno con dos cromátidas.
- Cada cromosoma se aparea con su homólogo correspondiente (sinapsis).
- Las cromátidas homólogas se unen en algunos puntos formando quiasmas, donde tiene lugar el intercambio de ADN (entrecruzamiento).
- El entrecruzamiento forma cromosomas con fragmentos intercambiados, creando nuevas combinaciones de genes (recombinación genética).
Las demás fases de la primera división meiótica (metafase I, anafase I y telofase I) son similares a las de la mitosis, pero con la diferencia de que se separan los cromosomas homólogos, no las cromátidas hermanas.
Segunda División Meiótica
La segunda división meiótica es similar a la mitosis, separando las cromátidas hermanas de cada cromosoma. Al final de la meiosis, se obtienen cuatro células haploides, cada una con un juego completo de cromosomas.
Consecuencias de la Meiosis
- Obtiene células especializadas para la reproducción sexual (gametos).
- Reduce a la mitad el número de cromosomas, restaurando el número característico de la especie al unirse los gametos.
- Produce recombinación genética, aumentando la variabilidad genética de la descendencia.
Átomos de Carbono y Grupos Funcionales
Los átomos de carbono poseen cuatro electrones en su capa más externa, lo que les permite formar cuatro enlaces covalentes estables. Esta propiedad permite la formación de una gran diversidad de moléculas orgánicas tridimensionales y complejas. Los grupos funcionales son grupos de átomos que forman parte de moléculas más grandes y que tienen propiedades particulares, contribuyendo a la diversidad y funcionalidad de las moléculas orgánicas.