Figura 1. Esquema del ciclo celular

Ciclo celularProfesor Ernesto Argüello Castillo

Una célula no puede crecer indefinidamente al aumentar de tamaño, esto debido al crecimiento de la membrana celular, así como de la mayoría de los componentes citoplasmáticos. Cuando se alcanza una masa crítica, la superficie de la membrana celular es muy pequeña para permitir la entrada y la salida de los materiales que la célula necesita. La solución es dividirse produciendo células hijas más pequeñas.

Interfase

Bajo condiciones apropiadas, las células hijas, a su vez, crecerán y se dividirán.Al pasar la célula por este ciclo celular, deben llevarse a cabo dos procesos clave de manera coordinada y precisa.

Inicialmente, una célula pasa por un periodo de crecimiento y de aumento de la masa celular, de producción de biomoléculas, el cual se llama Interfase.

De acuerdo con varios aspectos de la actividad metabólica del mismo la interfase, se ha dividido en tres estados: estado G1 quiere decir "Gap 1" (Intervalo 1). Este estado es dedicado al crecimiento celular y a los preparativos químicos para la duplicación del ADN. Durante esta fase, las moléculas de ADN están formadas por hilos desplegados de cromatina.

Cuando se han acumulado una cierta cantidad de sustancias y la celula posee un cierto tamaño comienza la duplicación del ADN, estado conocido como S; representa "Synthesis". Después de completar la duplicación del ADN, la célula entra en una segunda fase de crecimiento llamado estado G2

representa "GAP 2" (Intervalo 2). Este estado es nuevamente de crecimiento celular y de preparación química para la división nuclear o período M.

Durante la fase S se da la duplicación del ADN este proceso inicia cuando la molécula de ADN separa sus dos hélices por medio de la enzima helicasa, esta enzima rompe enlaces entre los nucleótidos de las hélices complementarias.

Posteriormente otra enzima llamada ADN polimerasa coloca nuevos nucleótidos complementarios en las hebras de ADN original, al final se forman dos cadenas de ADN exactamente iguales, las cuales quedan unidas.

Al final del proceso tendremos dos moléculas de ADN idénticas las cuales inician el proceso de condensación donde se forman los cromosomas. Se puede definir cromosoma como cromatina condensada o ADN condensado.

Cada una de las partes que forma al cromosoma se llama cromátide y son idénticas.

El estado M, se presenta en dos variantes: "mitosis" o "meiosis", en M ocurre la división nuclear (cariocinesis) y citoplasmática (citocinesis).

cromosoma

El proceso de mitosis está diseñado para asegurar que una dotación "exacta" de los cromosomas sea pasada a las células hijas. En meiosis solo la mitad de la información hereditaria pasará a las células hijas.

La duración de la interfase es variable, depende del tipo de célula y de la especie. En particular, en la fase G1, presentan grandes diferencias. Cuando la célula entra en un estado muy prolongado de G1 y no progresa hacia otra fase, se dice que está en G0 (G cero). Muchas células se detienen en esta fase, al no contar con las condiciones necesarias para abrir las compuertas químicas y ambientales para el próximo estado. Una vez satisfechos estos requerimientos la célula reinicia el proceso hasta la división. Mitosis

Consiste en la división regular de una célula en tal forma que cada una de las células hijas reciba exactamente el mismo número y tipo de cromosomas que poseía la célula progenitora

De modo que las células hijas son exactamente iguales a la célula progenitora, este proceso no favorece la variabilidad genética.

En el ser humano el número normal de cromosomas en cada célula es 46 y corresponde a la totalidad de cromosomas característica para la especie, a este número de le denomina número diploide o 2n de modo que las células hijas de la mitosis también son diploides.

El proceso de mitosis está directamente relacionado con la reproducción asexual y permite: a) Aumento del número de individuos en organismos unicelulares; también de

organismos pluricelulares que se reproducen asexualmente ejemplo hongos, esponjas marinas, estrellas de mar.

b) Crecimiento de los organismos pluricelulares debido al aumento del número de sus células constituyentes.

c) Regeneración de partes dañadas y curación de heridas mediante producción de nuevas células.

Figura 2. Ejemplo de organismos con reproducción asexual

Figura 3. Representación de la profase. a) Presencia de membrana celular b) Duplicación de centriolos c) Formación del huso mitótico y disociación de la membrana nuclear

La división mitotica consta de 4 fases: profase, metafase, anafase y telofase.

Profase: Comienza cuando los largos hilos de cromatina comienzan a

condensarse y a formar los cromosomas este procese consiste en un arrollamiento en el cual los cromosomas se hacen simultáneamente más cortos y gruesos en este momento empiezan a ser visibles si son previamente teñidos. Cada cromosoma se ha duplicado durante la fase S previa, y consisten en un par de unidades idénticas, llamadas cromátidas hermanas.

El nucleolo desaparece como tal los centriolos se duplican y se desplazan hacia los polos opuestos de la célula, a partir de los centriolos se produce una serie de microtúbulos llamados ásteres y posteriormente conformaran el huso acromático o mitótico. La membrana nuclear se disocia y los cromosomas se unen a los microtúbulos por medio del cinetocoro, (corpúsculo que forma parte del cromosoma y se ubica en el centrómero) y empiezan a migrar al plano ecuatorial (placa metafásica) de la célula.

a b c

Metafase:En esta los cromosomas se ubican en el ecuador de la célula, el huso

mitótico queda completo y está formado numerosos microtúbulos que se extienden desde cada polo hacia la región ecuatorial donde estos se superponen (microtúbulos polares que no tienen cromosomas adheridos a ellos), y desde los cinetocoros hacia los polos (microtúbulos del cinetocoro)

Centriolos y ásteres Metafase

Microtúbulos cinetocóricos

Microtúbulos polares

Anafase:

Esta fase comienza con la separación sincronizada de cada cromátida que se mueve hacia los polos opuestos de la célula.

Este movimiento parece ser el resultado del acortamiento de los microtúbulos en contacto con el cinetocoro y la separación de los microtúbulos polares.

Figura 4. Anafase

Telofase:Los cromosomas llegan a los polos opuesto de la célula, las fibras del

huso desaparecen y se forma nuevamente la membrana nuclear, los centriolos, los cromosomas se descondensan y se retorna a las condiciones previas a la mitosis.

Figura 5. Telofase e inicio de citocinesis

El proceso de citocinesis o división del citoplasma constituye el último paso en la formación de células hijas comienza durante la telofase y concluye con ella. En las células animales este proceso se da mediante la formación de un surco que la rodea en la región ecuatorial formado por un anillo de microfilamentos este se profundiza en forma gradual hasta que separa el citoplasma.

En células vegetales la citocinesis se realiza mediante la formación de una placa celular en la parte media de la célula, generada a partir de vesículas con carbohidratos que son depositadas por del aparato de Golgi.

Tipos de reproducción asexual

a- División binaria, escisión o fisión: consiste en la división del cuerpo del progenitor en dos partes hijas. Se produce en bacterias, algas unicelulares y protozoarios.

b- Gemación: las células hijas reciben el material nuclear necesario pero no el suficiente citoplasma, por lo que son de menor tamaño a la célula madre. Ejemplo las levaduras.

c- Esporulación: el organismo se reproduce mediante la producción de esporas por mitosis se presenta en protozoarios como el Plasmodium que ocasiona el paludismo.

d- Fragmentación: cuando un individuo puede regenerar su cuerpo, y ademas de cada fragmento se produce otro individuo completo e idéntico, este proceso se presenta en organismos que mantienen activas células madre.

Figura 6. Ejemplo de reproducción asexual en un protozoario

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