Mitosis y meiosis «el ciclo celular»

Conoce y comprende el ciclo celular, la mitosis y meiosis, mecanismos mediante los cuales las células aseguran su conservación y generan variabilidad.

El ciclo de división celular es el mecanismo a través del cual todos los seres vivos se autoconservan. En organismos unicelulares implica una forma de reproducción, ya que se producen dos células hijas que se convierten en 2 individuos distintos. En los pluricelulares se requieren muchas divisiones celulares para crear un nuevo individuo; la división celular también es necesaria para reemplazar las células perdidas por desgaste, mal  funcionamiento o por muerte celular programada. Las células producidas por división celular son genética, estructural y funcionalmente idénticas tanto a la célula materna como entre sí, a menos que hayan sufrido variaciones producto del contexto celular (mutaciones). Las células nuevas heredan una copia exacta del genoma de  la célula originaria. En eucariontes el ciclo celular se divide en dos estados: interfase y mitosis.

Interfase y mitosis

Antes  de  que una  célula  pueda  comenzar  la mitosis  y dividirse,  debe  replicar  su ADN y organelos. Estos procesos preparatorios ocurren durante la interfase, que a su vez se divide en tres etapas: G₁ (inglés, Gap 1), S (inglés, synthesys), G₂ (inglés, Gap 2). La fase G₁ es un período donde la célula  incrementa sus moléculas y organelos; en consecuencia, la célula aumenta en tamaño. Las células en G₁ pueden detener su progresión en el ciclo y entrar en un estado de reposo especial llamado G₀, donde pueden permanecer durante días, semanas o años antes de volver a proliferar, y en ocasiones nunca más dividirse. En la siguiente etapa, S, se replica el ADN,  generando 2 complementos de ADN idénticos para ser repartidos entre las células hijas. Durante G₂ ocurre la preparación para la mitosis en la cual se repartirá equitativamente el material genético; se revisa el material genético recién replicado y se da paso a la etapa M o mitosis, cuyas etapas se listan a continuación:

• Profase: la información genética en el núcleo, en forma de cromatina, se condensa formando cromosomas. Cada  cromosoma está duplicado. Hacia el final de la profase desaparece la membrana nuclear y los centríolos ligan cada cromosoma desde sus centrómeros, a partir de los que jalarán mediante una red de filamentos llamada huso mitótico.
• Metafase: los pares de cromosomas se ubican en el centro de la célula en proceso de división, y los centríolos migran hacia cada extremo (polo) de la célula.
• Anafase: los pares de cromosomas son separados y arrastrados por el huso mitótico hacia cada extremo celular, distribuyendo la carga cromosómica en 2n y 2n.
• Telofase: reaparece la membrana nuclear, encerrando a los cromosomas que comienzan rápidamente a desintegrarse y transformarse nuevamente en cromatina.
• Citocinesis: ocurre división del citoplasma y separación de las nuevas células recién formadas de modo que cada una de ellas queda con un núcleo y un centríolo.

Meiosis: formación de células haploides.

Hay células que no se dividen por mitosis: las células sexuales poseen la mitad de la información genética (n) de una célula diploide, es decir, son haploides y constituyen los gametos (espermatozoides y ovocitos). Durante la meiosis, el ADN se replica una vez (al igual que en la mitosis), pero tienen lugar dos divisiones del citoplasma. La primera división meiótica (meiosis I) es una división reduccional: se producen dos células haploides (n) a partir de una célula diploide (2n). La segunda división meiótica (meiosis II) es una división ecuacional, semejante a la mitosis, donde se separan las cromátidas hermanas de cada célula haploides. Los pasos que constituyen la meiosis son los siguientes:

• Profase I: una vez se ha replicado el ADN, este se organiza en cromosomas, los cuales se unen junto a sus homólogos, los que unen (sinapsis) e intercambian genes alelos entre un cromosoma homólogo y otro. A este intercambio de genes alelos se le llama entrecruzamiento, recombinación o crossing over.
• Metafase I: terminado el entrecruzamiento, los cromosomas homólogos dejan de estar unidos y se agrupan en el centro de la célula. Los centríolos se ubican en los polos y se estructura el huso meiótico.
• Anafase I: el huso meiótico tira desde los centrómeros de cada cromosoma homólogo y distribuye a cada uno de estos en los polos de la célula.
• Telofase I: Se generan por citocinesis 2 células hijas haploides (n), con un cromosoma recombinante cada una. Desaparece el huso meiótico.

Una vez termina la primera división meiótica, las células hijas haploides comienzan rápidamente la segunda división meiótica, entrando en una brevísima profase II (casi inexistente). Las células hijas haploides no entran en interfase, es decir, no vuelven a replicar su ADN.

• Metafase II: Los cromosomas se alinean en el centro de la célula.
• Anafase II: Los cromosomas son rotos por la acción del huso meiótico, y las cromátidas hermanas son distribuidas a cada polo de la célula.
• Telofase II: Se generan por citocinesis 2 células hijas haploides (4 considerando el total), las que además poseen solo un alelo para cada gen, ya que cuentan con solo una cromátida por cada cromosoma.