¿Sabías que cada vez que te raspas la rodilla o el codo, algunas de las células de tu piel se dañan? Por suerte, gracias a la división celular, tu cuerpo produce células que sustituyen a las dañadas; es decir, las células sanas se dividen y reemplazan a las dañadas.
La división celular: fases del ciclo celular
Una célula pasa por una serie de acontecimientos durante su ciclo vital antes de dividirse (mitosis y citocinesis). Hay cinco fases principales en el ciclo celular:
- G1 - La célula crece y aumenta el número de orgánulos, como las mitocondrias y los ribosomas.
- S - El ADN se replica produciendo dos copias exactas del material genético.
- G2 - La célula crece y aumenta la síntesis de proteínas para preparar la división nuclear.
- Mitosis y citocinesis - La célula pasa por una serie de acontecimientos (que se tratarán más adelante en este artículo) y se divide para producir dos o más células hijas.
- G0 - Hay un breve periodo en el que la célula descansa, también conocido como quiescencia. En esta etapa la célula no crece ni se prepara para la división celular.
Las fases G0, G1, G2 y S se denominan colectivamente interfase.
Algunas células nunca salen de la fase G0. Esto ocurre a menudo en células completamente diferenciadas; por ejemplo, las neuronas adultas. Probablemente hayas oído hablar de la demencia y el Alzheimer como enfermedades incurables. Esto se debe a que las neuronas no se renuevan. Los tratamientos para estos trastornos neurológicos solamente ralentizan los daños posteriores.
Tipos de división celular
La división celular es el proceso por el que una célula madre se divide para producir dos o más células hijas.
Hay dos tipos de división celular: la mitosis y la meiosis. La mitosis produce dos células hijas genéticamente idénticas, mientras que la meiosis produce cuatro células hijas genéticamente diferentes. La mitosis es el proceso de división celular que utilzan los organismos asexuales para reproducirse, mientras que la meiosis es el proceso de división celular utilizado por los organismos sexuales para reproducirse. En organismos pluricelulares, el crecimiento depende también de la mitosis.
Tipos de división celular: mitosis
La mitosis es el proceso de división de las células somáticas (del cuerpo). La mitosis no participa en la producción de células sexuales (gametos). La mitosis, aunque es un proceso continuo, puede dividirse en cuatro etapas principales: profase, metafase, anafase y telofase (y citocinesis).
Tipos de división celular: diferencia entre la cromátida y los cromosomas
Antes de adentrarnos en la división celular, vamos a asegurarnos de que entiendas la diferencia entre el cromosoma y la cromátida. Puede ser fácil confundirlos, pues suenan bastante parecidos.
Los cromosomas son estructuras complejas del ADN en forma de X que contienen la información genetica, es decir, la información hereditaria que se utiliza durante la división celular. Los cromosomas se forman en el núcleo de los organismos eucariotas durante la mitosis, tras la replicación del ADN. Las células humanas tienen 23 pares de cromosomas homólogos (n). Por tanto, en total, las células tienen 46 cromosomas (2n). Cada cromosoma está formado por dos cromátidas hermanas, que se unen en el centrómero para formar las estructura en X (> < = X). Cada cromátida representa una copia del mismo cromosoma.
Las células procariotas tienen un solo cromosoma bacteriano en forma de anillo.
Tipos de división celular: etapas de la mitosis
- Profase - La envoltura nuclear se rompe y los cromosomas se condensan y se hacen visibles. Los centriolos (microtúbulos que se encuentran cerca de la membrana nuclear) comienzan a moverse hacia los polos opuestos de la célula. Los centriolos quedan unidos por una red de fibras de microtúbulos llamada huso mitótico.
- Metafase - Los cromosomas se alinean en el ecuador y las fibras del huso mitótico se unen a los centrómeros (región de un cromosoma que mantiene unidas las dos cromátidas).
- Anafase - Las cromátidas hermanas se separan y se dirigen hacia los polos opuestos.
- Telofase - Las cromátidas llegan a los polos opuestos. La célula se pellizca en el centro y la membrana nuclear se forma alrededor del nuevo núcleo. El huso mitótico se rompe.
La citocinesis va de la mano de la telofase. Define la división física final de la célula para producir dos células genéticamente idénticas.
La bipartición es una división celular que produce dos células idénticas, como hemos descrito. Sin embargo, existen otros tipos de división celular que no producen células idénticas, como la gemación y la esporulación.
- En la gemación se producen dos células con distinto contenido citoplasmático. Este tipo de division celular ocurre, por ejemplo, en las levaduras (hongos).
- En la esporulación, se duplica el material genético, pero se omite el proceso de citocinesis, lo que genera células con varios núcleos (multinucleadas). Cada núcleo y una parte del citoplasma se rodea de una membrana plasmática que se libera cuando se rompe la membrana de la célula inicial.
Tipos de división celular: meiosis
La meiosis es el proceso de reproducción de las células sexuales (gametos). Durante la meiosis se producen cuatro células hijas genéticamente diferentes. La meiosis y la mitosis son procesos diferentes. Sin embargo, la interfase en ambos tipos de división celular es la misma.
El desarrollo de los espermatozoides se denomina espermatogénesis y el de los óvulos, oogénesis. La espermatogénesis en los hombres continúa durante toda su vida, mientras que la oogénesis en las mujeres sólo se produce hasta que llega la menopausia.
La mayoría de los demás animales no pasan por la menopausia como las hembras humanas. Solamente se ha observado que las orcas y los calderones (o ballenas piloto) lo hacen. Los órganos reproductores de otros animales son funcionales durante toda su vida.
El proceso de la meiosis se divide en dos partes o procesos de división: la meiosis I y la meiosis II.
Tipos de división celular: Meiosis I
Las etapas de la meiosis I son las mismas que las de la mitosis. Sin embargo, el proceso es más complejo. Las principales diferencias ocurren en la profase y en la anafase.
Durante la profase I meiótica los cromosomas sufren una recombinación genética, algo que no ocurre en la mitosis. En la profase, los dos juegos emparejados de cromosomas homólogos, llamados bivalentes, resultantes de la replicación del ADN, sufren un proceso de recombinación genética conocido como sobrecruzamiento. Durante el sobrecruzamiento, los cromosomas homólogos se alinean e intercambian segmentos entre cromátidas no hermanas. De esta forma, intercambian información genética entre sí. Durante la anafase I meiótica, los cromosomas homólogos, y no las cromátidas, como ocurre en la mitosis, se separan.
El resultado de la meiosis I son dos células hijas con un solo juego de cromosomas (haploides) con dos cromátidas cada uno. Es decir, las células hijas solamente tienen la mitad de cromosomas que una célula normal, pero el material genético de cada cromosoma está duplicado.
Tipos de división celular: Meiosis II
Durante la meiosis II, las células hijas haploides resultantes de la meiosis I se dividen por segunda vez. Como en la mitosis, las cromátidas hermanas de las dos células hijas se separan. El resultado son dos células haploides con un solo juego de cromosomas (n=23) y con un solo juego de cromátidas.
Es importante que los óvulos y los espermatozoides sean haploides. De esta forma cuando los gametos masculino y femenino se encuentran, y el esperma fecunda el óvulo, los dos juegos de cromosomas se combinan para formar una célula diploide llamada cigoto. El cigoto se divide para formar el embrión.
El principio de la Meiosis II es casi idéntico al de la Meiosis I. Las dos diferencias principales son:
- La recombinación genética solamente se produce en la Meiosis I.
- El resultado de la Meiosis I son dos células haploides, cada una de ellas con 2n cromátidas; mientras que en la Meiosis II se generan cuatro células haploides, cada una de ellas con n cromátidas.
La división celular en células vegetales
Aunque la mitosis y la meiosis ocurren de forma similar en las células animales y vegetales, existen diferencias. Las principales diferencias tienen lugar durante la citocinesis y son las siguientes:
- En células animales se produce la mitosis astral, ya que poseen centrosoma (un orgánulo que esta formado por los centriolos) capaz de organizar y formar el huso mitótico, que adopta una forma fusiforme. En cambio, en las células vegetales se produce la mitosis anastral, ya que no poseen centrosoma. Por tanto, el huso mitótico adopta forma de tonel.
- Durante la mitosis en la células animales, la citocinesis se produce por estrangulamiento de la membrana celular, por parte de un anillo contráctil formado por microfilamentos de actina y miosina. En cambio, en las células vegetales, durante la citosinesis se forma una estructura divisoria en el ecuador de la célula, formada por una combinacion de microtúbulos del huso mitótico y vesículas del aparato de Golgi llamada fragmoplasto. El fragmoplasto se transforma en la lámina media, sobre la que se termina de formar la pared celular.
- Durante la meiosis en las células animales la citocinesis produce en la telofase cuatro células haploide separadas. Sin embargo, en las células vegetales, las cuatro células haploide permanecen unidas, en una agrupación denominada tétrada.
La división celular en procariotas
Los organismos procariotas, como las bacterias, se reproducen asexualmente para producir dos células idénticas, mediante un proceso de división celular denominado bipartición o fisión binaria. La fisión binaria es más sencilla que la mitosis en las células eucariotas. El proceso es el siguiente:
- Los cromosomas se desenrollan y se duplican (pasos 1 y 2 en la figura 6).
- Los cromosomas se unen a un punto especifico de la membrana celular que se alarga para separalos (paso 3 en la figura 6).
- Se inicia la división celular por estrangulamiento (paso 4 y 5 en la figura 6).
- Las células se separan y se producen dos células idénticas (paso 5 y 6 en la figura 6).
División celular - Puntos clave
- La división celular es mitótica (células somáticas) o meiótica (células sexuales). Las divisiones celulares por mitosis en organismos unicelulares tienen fines reproductivos, como la gemación en las levaduras y la fisión binaria en las bacterias.
- La mitosis consta de cuatro etapas principales: profase, metafase, anafase y telofase. A continuación, la célula se divide físicamente mediante la citocinesis. La mitosis produce dos células genéticamente idénticas.
- La meiosis tiene dos partes: la meiosis I y la meiosis II.
- Ambas partes de la meiosis tienen las mismas fases que la mitosis. Sin embargo, la meiosis produce cuatro células haploide genéticamente diferentes.
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