Ciclo Celular

El ciclo celular es el conjunto ordenado de procesos y cambios que sufre una célula desde que surge por división de otra célula progenitora hasta que ella misma se divide generando dos células hijas.

Interfase

La interfase es la fase más larga y variable del ciclo celular; en ella la célula crece y tienen lugar la mayor parte de las actividades celulares, entre ellas, a replicación del ADN y la síntesis proteica. Se divide en tres subfases: la fase G1, la fase S y la fase G2.

Fase G1

Comienza inmediatamente después de la división. Durante esta fase, la célula hija recién formada aumenta su tamaño y desarrolla toda su actividad metabólica.

• Acumula energía en forma de ATP, sintetiza proteínas y duplica orgánulos citoplasmáticos como los microtúbulos o los ribosomas, a partir del retículo endoplasmático, renueva y forma nuevas estructuras membranosas.

En esta fase, las células que se especializan mucho, como las neuronas o las fibras del músculo estriado, pueden detener su ciclo en el llamado punto R o punto de restricción, que las hace permanecer en una especie de fase de reposo en la que nunca llegan a dividirse, denominada fase GO.

Fase S

Tiene lugar la replicación del ADN. En el núcleo de la célula, las enzimas sintetizan una copia fiel del ADN de la cromatina que constituye el genoma de la célula. Al finalizar la fase S, la célula contiene en su núcleo dos copias de cada uno de sus cromosomas.

Además, durante esta fase se siguen transcribiendo los genes necesarios para la síntesis de las histonas y de otras proteínas útiles para la célula.

En las células animales, durante la fase S también comienza la duplicación de los centriolos.

Fase G2

Etapa más corta del ciclo celular. En ella, la célula crece y realiza algunas acciones que la preparan para la división celular.

• La generación de gran cantidad de ATP, que aportará energía.
• En las células animales concluye el proceso de duplicación de los centriolos. Cada uno de los dos centrosomas así formados comienza a migrar hacia uno de los polos celulares. Se sintetizan además proteínas como la tubulina, necesarias para la formación del huso y otras estructuras que intervienen en la división celular.
• Se inicia la condensación de la cromatina en cromosomas.

Fase de División Celular

La célula inicia su división, que implicará una mitosis para generar dos células hijas con la misma dotación cromosómica, o una meiosis en células que necesitan reducir su dotación cromosómica, como los gametos.

Mitosis

Proceso que forma parte de la división celular, que es previo a la división del citoplasma, y que consiste en un reparto equitativo de las dos copias idénticas del material genético de la célula. Las células hijas resultantes tendrán idéntica dotación cromosómica que la célula madre y la misma información genética.

Significado Biológico

Para los organismos unicelulares, la mitosis supone un mecanismo de reproducción asexual, que permite aumentar el número de individuos de una especie.

Para los organismos pluricelulares, la mitosis tiene como función la creación de nuevas células que les permitirán crecer o bien reponer sus estructuras envejecidas o dañadas.

Mitosis, Paso a Paso

Profase

• La cromatina se condensa. Se forman los cromosomas y comienzan a ser visibles.
• La membrana nuclear y el nucléolo se desintegran. Los cromosomas quedan libres en el citoplasma celular. En esta fase, son visibles las dos cromátidas hermanas unidas por el centrómero.
• Comienza a formarse el huso acromático. En las células animales, los centriolos, ya duplicados, se dirigen a polos opuestos de la célula, al tiempo que empiezan a formar los filamentos a partir de las fibras del áster. Las células vegetales forman los filamentos del huso a partir de unos centros organizadores de microtúbulos, que no son centriolos sino unas regiones más densas del citoplasma.

Metafase

Los cromosomas presentan su máximo grado de compactación y se disponen en el ecuador de la célula formando la llamada placa ecuatorial. Lo hacen de manera que su eje longitudinal queda perpendicular a los filamentos del huso y cada una de las cromátidas hermanas mira hacia un polo de la célula.

Anafase

Los filamentos del huso mitótico comienzan a acortarse y, como consecuencia, cada cromosoma se escinde por el centrómero, de modo que sus cromátidas hermanas se separan y se dirigen cada una hacia un polo de la célula. Las cromátidas individualizadas o cromosomas anafásicos, a diferencia de los de las fases anteriores, son cromosomas simples.

Telofase

Cada grupo de cromosomas simples alcanza un polo de la célula. A continuación, son rodeados de nuevas envolturas nucleares, formadas a partir de membranas del retículo endoplasmático, Las fibras del huso desaparecen y los cromosomas comienzan a descondensarse, dando lugar a la cromatina.

Citocinesis

Da lugar a dos células hijas independientes.

La citocinesis se produce de forma diferente en las células animales y en las vegetales:

• En las células animales tiene lugar la formación de un anillo contráctil de actina y miosina junto a una invaginación de la membrana plasmática. Al producirse la contracción del anillo, la célula se estrangula por la zona de la placa ecuatorial, lo que separa el citoplasma y origina dos células hijas de menor tamaño.
• En las células vegetales, el aparato de Golgi genera unas vesículas con hemicelulosa y pectinas que se colocan en el ecuador celular y se fusionan para formar un tabique de separación llamado fragmoplasto, que dará origen a la pared celular. Las dos células hijas se comunican gracias a unos orificios en el fragmoplasto llamados punteaduras que, junto a los plasmodesmos, ponen en contacto sus citoplasmas.

Meiosis

Proceso de división celular donde una célula progenitora diploide (2n) se divide en cuatro células hijas haploides (n); es decir, que la dotación cromosómica de la célula progenitora se reduce a la mitad. Además, durante la meiosis se produce la recombinación homóloga, un intercambio de fragmentos de cromátidas entre cromosomas homólogos, que aumenta la variabilidad genética de las células resultantes.

Significado Biológico de la Meiosis

• Porque permite mantener el número de cromosomas constante. Las especies diploides utilizan la meiosis para producir gametos haploides (n). Asi, cuando esos gametos se fusionen en la fecundación, formarán un cigoto diploide (2n). 
• Porque genera diversidad genética. Durante la meiosis se producen entrecruzamientos de las cromátidas de cromosomas homólogos y un intercambio de fragmentos homólogos de dichas cromátidas. Esto produce nuevas combinaciones en el material genético de las células hijas resultantes. Así, si se producen gametos durante la meiosis, todos ellos tendrán combinaciones genéticas diferentes. Por esa razón, los descendientes generados por reproducción sexual son genéticamente diferentes unos de otros.

Meiosis Paso a Paso

→ Meiosis I

-PROFASE I. Es la fase más larga.  Los cromosomas se condensan, se hacen visibles y empiezan a aparearse por homólogos. Los cromosomas se hacen más cortos y gruesos y comienza el proceso de apareamiento gen a gen, o sinapsis, entre cromosomas homólogos. Cada par cromosómico apareado se denomina tétrada, ya que cada cromosoma tiene dos cromátidas hermanas. Se produce el sobrecruzamiento, mediante el que se intercambian fragmentos de ADN entre cromosomas homólogos, es decir, entre las cromátidas no hermanas de una tétrada. Este proceso de recombinación genética produce una nueva combinación de genes en los cromosomas. Los cromosomas homólogos comienzan a separarse, pero permanecen unidos por las zonas donde ha existido recombinación. Los cromosomas alcanzan su máxima condensación y las tétradas se hacen evidentes al microscopio. Las cromátidas hermanas permanecen unidas por los centrómeros, y las cromátidas no hermanas u homólogas, por los quiasmas.

Al final de la profase empiezan a desintegrarse la membrana nuclear y el nucléolo y se forma el huso acromático entre los centriolos, que comienzan a migrar a polos opuestos de la célula.

-METAFASE I. Las parejas de cromosomas homólogos, unidos por los quiasmas y sujetos por los filamentos del huso, se sitúan en el ecuador de la célula y forman la placa metafásica.

-ANAFASE I. Las fibras del huso se acortan y separan los cromosomas homólogos de cada pareja hacia los polos opuestos de la célula. Los quiasmas se rompen y os cromosomas llevan sus fragmentos recombinados.

-TELOFASE I. Comienza cuando los dos grupos de cromosomas llegan a los polos. El huso acromático desaparece y se forma la membrana nuclear alrededor de cada núcleo hijo. Estos núcleos son haploides (n)

Por último, tiene lugar una citocinesis.  Las dos células resultantes, sin pasar por una interfase, comienzan a la vez la segunda división meiótica.

→ Meiosis II

-PROFASE II:fase muy corta en la que, en cada una de las dos células resultantes de la meiosis 1, los cromosomas vuelven a condensarse, desaparece de nuevo la membrana nuclear y se forma un nuevo huso acromático.
-METAFASE II. En esta fase, los n cromosomas, cada uno de ellos formado por dos cromátidas hermanas, se disponen en el ecuador celular, con su eje longitudinal perpendicular a los filamentos del huso. Se constituye así la placa ecuatorial.

-ANAFASE IL, Las fibras del huso se acortan, se rompen los centrómeros y se separan las cromátidas hermanas como en una mitosis normal. Estas cromátidas, que serán diferentes en el caso de que haya existido re–combinación, se separan y migran a polos opuestos de la célula; se las considera ya cromosomas anafásicos.

-TELOFASE IL. Con los cromosomas ya en cada polo, se reconstruye la membrana nuclear. Esos cromosomas se descondensan, y se transforman en cromatina.

El final de la meiosis Il es una citocinesis que reparte el citoplasma y los orgánulos entre las dos células hijas.

El resultado de todo este proceso, teniendo en cuenta que ha afectado a las dos células haploides que se formaron en la meiosis I, son cuatro células hijas haploides (n) diferentes entre sí y a la célula madre, pues llevan una combinación única de genes debido a la recombinación.

COMPARACIÓN.

MITOSIS:

1.No hay entrecruzamiento en la profase

2.En la placa ecuatorial de la metafase se disponen cromosomas independientes

3. En la anafase se separan cromátidas hermanas idénticas

4. Se forman dos células hijas diploides genéticamente idénticas

MEIOSIS:

1. Hay sinapsis  y entrecruzamiento en la profase I

2. En la placa ecuatorial de la metafase I se alinean tétradas 

3. En la anafase I se separan cromosomas homólogos recombinados

4. Se formas dos células hijas haploides. Las cromátidas de sus cromosomas se separan en la meiosis II

Se forman 4 células hijas haploides y todas con un genoma distinto