Mitosis y Meiosis: Procesos Clave en la Reproducción Celular

Componentes y Funciones Celulares

El Núcleo

En el núcleo puede haber uno o varios nucléolos que se encargan de ensamblar (unir) los ribosomas.
Cromatina: ADN cuando la célula no está en división. Los cromosomas mantienen su individualidad, pero están poco condensados y al microscopio se ven como una maraña de filamentos.
Cromosomas: ADN cuando la célula está en división. El ADN está muy condensado y los cromosomas se pueden ver individualizados con el microscopio óptico.

Retículo Endoplasmático

Conjunto de sáculos (sacos) aplanados conectados con la membrana del núcleo. Existen dos tipos:

Retículo endoplasmático rugoso: presenta ribosomas pegados a la cara externa. Su función está relacionada con el almacenamiento, modificación y empaquetamiento de las proteínas sintetizadas por los ribosomas.
Retículo endoplasmático liso: no tiene ribosomas pegados. Su función está relacionada con la síntesis de lípidos.

Aparato de Golgi

Parecido al retículo endoplasmático, está constituido por un conjunto de sáculos aplanados donde se modifican las substancias procedentes del retículo endoplasmático y se empaquetan en vesículas que liberan su contenido dentro o fuera de la célula.

Resumen de las funciones del complejo de Golgi:

Modificación de proteínas procedentes del retículo plasmático.
Transporte y secreción de proteínas y lípidos.
Interviene en la formación de la pared celular vegetal.
Interviene en la génesis de los lisosomas.

Otros Organelos Celulares

Mitocondria: Orgánulo con dos membranas, la interna con proyecciones hacia el interior de la mitocondria.
Cloroplasto: Orgánulo presente solo en las células vegetales.
Ribosomas: Orgánulo no membranoso formado por proteínas y ARN ribosómico.
Lisosomas y Vacuolos: Los lisosomas son vesículas (orgánulos membranosos) procedentes del complejo de Golgi que contienen substancias encargadas de realizar la digestión de substancias. Los vacuolos son orgánulos membranosos que almacenan agua, substancias de reserva o substancias de desecho. Son más abundantes en las células vegetales.

Endocitosis y Exocitosis

A la izquierda puedes ver el proceso de endocitosis, consiste en una invaginación de la membrana que permite la entrada al interior de la célula de partículas grandes dentro de una vesícula de endocitosis. Los lisosomas pueden unirse a las vesículas de endocitosis, liberan sus enzimas digestivos y se lleva a cabo la digestión de las substancias capturadas. La endocitosis se denomina fagocitosis si lo que se captura es un organismo vivo, por ejemplo, una bacteria.

Mediante la exocitosis se liberan al exterior substancias procedentes del complejo de Golgi o productos de desecho. En ambos casos, las substancias están dentro de vesículas, estas se fusionan con la membrana plasmática y se liberan al exterior.

Mitosis

Interfase

Periodo comprendido entre dos divisiones celulares. Durante la interfase tienen lugar una serie de procesos metabólicos que preparan la célula para la mitosis.

El núcleo es visible y el ADN se encuentra en forma de cromatina. Al microscopio se aprecia como una maraña de filamentos en la que no es posible distinguir los cromosomas individuales. En las células animales se aprecian un par de centríolos a partir de los cuales se organizará el huso acromático.

Profase

Los centríolos se duplican y comienzan a migrar hacia los extremos de la célula. Entre ellos empiezan a formarse unas fibras que van a constituir el huso acromático.
Comienza la reabsorción (desaparición) de la membrana nuclear.
Desaparecen los nucléolos.
Comienza la condensación e individualización de los cromosomas que ya son visibles con el microscopio óptico.

Prometafase

Los centríolos se sitúan en los polos opuestos de la célula y entre ellos se extienden las fibras del huso acromático.

La membrana nuclear ya se ha reabsorbido.

Los cromosomas son visibles con sus dos cromátides y quedan unidos a las fibras del huso acromático por los cinetocoros.

Metafase

Las fibras del huso acromático se acortan o alargan hasta dejar los cromosomas en el plano medio de la célula.

Anafase

Las fibras del huso acromático se acortan y los cromosomas se rompen de manera que una cromátide va hacia un extremo y la otra al otro extremo.

La información de las dos cromátides de un cromosoma es idéntica, por lo tanto, la información que va hacia un extremo de la célula es la misma que va hacia el otro.

Telofase

Comienza a reorganizarse la membrana nuclear en cada extremo.
Vuelven a formarse los nucléolos.
Se reabsorbe el huso acromático.
Los cromosomas dejan de ser visibles al microscopio óptico.

Citocinesis

Tras la telofase la célula se divide en dos, proceso que se llama citocinesis. El resultado son dos células hijas que tienen idéntica información genética y también son iguales a la célula de la que proceden.

Meiosis

Reproducción celular que afecta solo a las células sexuales o gametos. El resultado final de la meiosis es que el número de cromosomas se reduce a la mitad, esto es necesario para mantener constante el número de cromosomas de cada especie. Las células hijas, tras la meiosis, tienen la mitad de cromosomas que la célula madre.

Existen dos tipos de reproducción: asexual y sexual. En la reproducción asexual no intervienen gametos, un ejemplo lo constituyen los organismos unisexuales que se reproducen por mitosis, otro, la multiplicación vegetativa de las plantas. Los individuos que se obtienen son genéticamente idénticos (clones). En la reproducción sexual intervienen gametos, el nuevo individuo procede de una célula huevo o cigoto que es el resultado de la fusión de los gametos (óvulo y espermatozoide). La meiosis es necesaria para la formación de estos gametos. A partir de la célula huevo se producirán mitosis sucesivas hasta constituir el nuevo individuo.

Cromosomas homólogos son aquellos que tienen información para los mismos caracteres, aunque no necesariamente la misma información.

La meiosis consiste en dos mitosis sucesivas. En la primera se entrecruzan los cromosomas homólogos, la segunda es una mitosis normal en la que se separan cromátides. El resultado final es que se obtienen cuatro células con dos cromosomas cada una, es decir, con la mitad de cromosomas que la célula madre (n cromosomas o número haploide). Además, las cuatro células tienen distinta información genética como consecuencia del entrecruzamiento.

La meiosis afecta a las células reproductoras o gametos y es necesaria para mantener constante el número de cromosomas de la especie tras la fecundación.

Todos los seres vivos tratan de conseguir variabilidad genética porque eso aumenta las posibilidades de supervivencia de la especie. La meiosis proporciona variabilidad genética. También contribuye a esa mayor variabilidad el entrecruzamiento que se lleva a cabo en las primeras fases de la meiosis I, consiste en el intercambio de fragmentos entre cromátides no hermanas.

Profase Meiótica I

Se reabsorbe la membrana nuclear y el nucléolo. Los centríolos se duplican y comienzan a migrar hacia los extremos de la célula. Entre ellos comienzan a formarse unas fibras que van a constituir el huso acromático. Tiene lugar el apareamiento de los cromosomas homólogos (entrecruzamiento) y la recombinación en la que se produce el intercambio de fragmentos de cromosomas entre cromátides no hermanas.

Prometafase Meiótica I

La membrana nuclear y los nucléolos se reabsorben. Las parejas de cromosomas homólogos se llaman bivalentes o tétradas y quedan unidas a las fibras del huso acromático por los cinetocoros.

Metafase Meiótica I

Las fibras del huso acromático se acortan o alargan hasta dejar los cromosomas bivalentes en el plano medio de la célula.

Anafase Meiótica I

Las fibras del huso acromático se acortan y los bivalentes se rompen de manera que dos cromosomas van hacia un extremo y otros dos al otro extremo. La información de los dos cromosomas no es idéntica, por lo tanto, la información que va hacia un extremo de la célula no es la misma que va hacia el otro.

Telofase Meiótica I

Comienza a reorganizarse la membrana nuclear en cada extremo. Vuelven a formarse los nucléolos. Se reabsorbe el huso acromático. Los cromosomas dejan de ser visibles al microscopio óptico. Tras la citocinesis se obtienen dos células con dos cromosomas cada una y con diferente información. A continuación, y sin que se duplique el ADN, comienza la meiosis II.

Profase Meiótica II

Los centríolos se duplican y comienzan a migrar hacia los extremos de la célula. Entre ellos comienzan a formarse unas fibras que van a constituir el huso acromático. Comienza la reabsorción (desaparición) de la membrana nuclear. Desaparecen los nucléolos. Comienza la condensación e individualización de los cromosomas que ya son visibles con el microscopio óptico.

Prometafase Meiótica II

Se reabsorbe la membrana nuclear y los centríolos se sitúan en los extremos de la célula. Los microtúbulos cromosómicos o cinetocóricos se unen a los cinetocoros situados a ambos lados del cromosoma.

Metafase Meiótica II