Overview
El ciclo celular describe cómo una célula nace, crece, se reproduce y finalmente muere. Comprender mitosis, meiosis e interfase es esencial para entender el crecimiento, reparación y reproducción de los seres vivos.
Ciclo celular y su importancia
- El ciclo celular es el conjunto de etapas por las que pasa una célula desde que se forma hasta que se divide o muere.
- Es comparable al ciclo de vida de un ser vivo: nacer, crecer, reproducirse y morir.
- De un ciclo celular correcto depende el buen estado del organismo y el reemplazo de células desgastadas.
Mitosis vs meiosis
- Mitosis y meiosis son tipos de división celular que producen nuevas células vivas.
- Mitosis: división típica de células somáticas; mantiene el número de cromosomas.
- Meiosis: división típica de células germinales; reduce el número de cromosomas a la mitad.
Comparación mitosis – meiosis
| Proceso | Tipo de célula | Ploidía inicial | Número de células hijas | Ploidía final | Número de etapas |
|---|
| Mitosis | Somáticas (piel, hueso, sangre, cerebro, corazón, etc.) | 2N (diploide, 46 cromosomas en humanos) | 2 | 2N (diploides, mismo número que la madre) | 1 división |
| Meiosis | Germinales o sexuales (espermatozoide, óvulo) | 2N (diploide) | 4 | N (haploides, 23 cromosomas en humanos) | 2 divisiones |
Células somáticas y germinales
- Células somáticas: todas las del cuerpo que no son sexuales (piel, huesos, sangre, cerebro, corazón, hígado, páncreas, etc.).
- Células germinales o sexuales (gametos):
- En el hombre: espermatozoides.
- En la mujer: óvulos.
Células diploides y haploides
- Célula diploide (2N): posee el juego completo de cromosomas.
- En humanos: 46 cromosomas (23 del padre y 23 de la madre).
- Célula haploide (N): posee la mitad de los cromosomas.
- En humanos: 23 cromosomas (típico de gametos).
Estructuras implicadas en la división celular
- Membrana celular: envuelve y protege todo el contenido de la célula.
- Membrana nuclear: rodea el núcleo y su material genético.
- Citoplasma: región entre la membrana celular y el núcleo; contiene los centriolos.
- Centriolos: pequeños cuerpos en el citoplasma, esenciales para formar el huso acromático.
- Núcleo: estructura central que contiene la información genética.
- Nucléolo: estructura dentro del núcleo; desaparece en la profase y reaparece en telofase.
- ADN: material genético que puede presentarse en dos formas:
- Cromatina: ADN desenrollado, descondensado.
- Cromosomas: ADN condensado, enrollado.
Estructura del cromosoma
| Elemento | Descripción |
|---|
| Cromátidas | Cada brazo del cromosoma; dos cromátidas hermanas por cromosoma. |
| Centrómero | Punto que une las dos cromátidas hermanas. |
| Cinetocoros | Dos puntos en el centrómero donde se fijan los microtúbulos del huso. |
| Histonas | Proteínas pequeñas alrededor de las cuales se enrolla la cromatina para formar cromosomas. |
- Cada cromátida contiene la misma información genética que su cromátida hermana.
Interfase
- La interfase no forma parte de la mitosis; ocurre antes de la división.
- Es la fase en la que la célula pasa la mayor parte de su vida.
- Ejemplo: de 22 horas, unas 20 en interfase y 2 en mitosis.
Fases de la interfase
| Fase | Nombre | Eventos principales |
|---|
| G1 | Primera fase de crecimiento | La célula crece, sintetiza moléculas, proteínas y organelos intracelulares. |
| G0 | Fase de especialización | La célula se especializa y deja de dividirse; puede permanecer aquí largo tiempo. |
| S | Fase de síntesis | El ADN se duplica; cada cromátida genera un brazo idéntico. |
| G2 | Segunda fase de crecimiento | La célula sigue creciendo y se prepara para la división; revisa el ADN duplicado. |
G1: decisión de la célula
- En G1 la célula debe decidir entre:
- Especializarse: entrar en G0 y asumir funciones específicas (ejemplo: neurona).
- Dividirse: entrar en fase S y continuar el ciclo celular.
Fase S
- El ADN se duplica para que cada célula hija reciba una copia completa del material genético.
- Cada cromátida produce una cromátida hermana idéntica, formando cromosomas de dos brazos.
Fase G2
- La célula continúa creciendo y preparándose para la mitosis.
- Se revisa la calidad del ADN duplicado para evitar, en lo posible, formación de células cancerosas.
Factores que influyen en la decisión de dividirse o especializarse
Mitosis
- Proceso de división nuclear que da origen a dos células hijas diploides idénticas a la célula madre.
- Permite crecimiento y reemplazo de células gastadas, manteniendo la misma información genética.
Visión general de la mitosis
| Fase | Eventos clave | Estado de los cromosomas |
|---|
| Profase | Desaparecen nucléolo y membrana nuclear; centriolos emigran a polos; se forma el huso acromático. | Cromatina se condensa en cromosomas de dos cromátidas. |
| Metafase | Cromosomas se alinean en el plano ecuatorial; microtúbulos se fijan a cinetocoros. | Se mantienen 46 cromosomas en el centro de la célula. |
| Anafase | Microtúbulos tiran de las cromátidas; se separan hacia polos opuestos. | 46 cromosomas en cada polo (separación de cromátidas). |
| Telofase | Se reorganiza el núcleo, se forma la membrana nuclear y el nucléolo; ocurre citocinesis. | Cromosomas se descondensan a cromatina en las células hijas. |
Profase
- Desaparecen el nucléolo y la membrana nuclear para permitir la organización del material genético.
- Los centriolos emigran hacia polos opuestos de la célula.
- Se forma el huso acromático:
- Microtúbulos del huso se extienden desde los centriolos.
- Cada microtúbulo busca una cromátida de cada cromosoma.
- Se unen a los cinetocoros de las cromátidas.
Metafase
- Los 46 cromosomas se alinean en el plano ecuatorial de la célula.
- Cada cromátida de un cromosoma está unida a microtúbulos que vienen de polos opuestos.
- La célula sigue siendo diploide, con 46 cromosomas totales.
Anafase
- Comienza un “tira y afloja” entre los centriolos de polos opuestos.
- Los cromosomas se separan al dividirse las cromátidas hermanas.
- Cada polo recibe 46 cromosomas (46 cromátidas separadas).
- Sigue considerándose que cada brazo separado es un cromosoma completo.
Telofase y citocinesis
- Telofase incluye los eventos finales de la división nuclear y la citocinesis.
- Aparece una microfibra que estrangula la célula en la mitad, separando el citoplasma.
- Citocinesis: división del citoplasma que da lugar a dos células hijas.
- Al mismo tiempo:
- Se forman dos nuevas membranas nucleares alrededor de cada grupo de cromosomas.
- Se forma de nuevo el nucléolo en cada núcleo.
- Un par de centriolos queda en cada célula.
- Los cromosomas se descondensan y vuelven a estado de cromatina.
Resultado de la mitosis
- Se obtienen dos células hijas diploides (2N), con 46 cromosomas cada una en humanos.
- Ambas hijas tienen la misma información genética que la célula madre.
- Si la célula madre era, por ejemplo, del hígado, páncreas, estómago o piel, las hijas continuarán esa función.
- El proceso permite reparar tejidos y reponer células gastadas en múltiples órganos.
Cariocinesis y citocinesis
- Cariocinesis: división del núcleo celular (desde la separación del material genético hasta telofase).
- Citocinesis: división del citoplasma y separación física en dos células independientes.
Mitosis en células vegetales
- Las células vegetales realizan el mismo proceso básico de mitosis sin emplear centriolos.
- No se forma una microfibra que estrangule la célula debido a la pared celular gruesa.
- La citocinesis vegetal se realiza por formación interna de estructuras que dividen la célula en dos mitades.
Key Terms & Definitions
- Ciclo celular: conjunto de etapas por las que pasa una célula desde su origen hasta su división o muerte.
- Mitosis: división nuclear de células somáticas que origina dos células hijas diploides idénticas.
- Meiosis: división nuclear de células germinales que origina cuatro células haploides (gametos).
- Célula somática: célula del cuerpo que no es sexual (piel, hueso, sangre, etc.).
- Célula germinal / gameto: célula sexual (espermatozoide u óvulo) que origina nueva vida.
- Diploide (2N): célula con juego completo de cromosomas (46 en humanos).
- Haploide (N): célula con la mitad de cromosomas (23 en humanos).
- Cromatina: forma desenrollada y descondensada del ADN en el núcleo.
- Cromosoma: ADN condensado y enrollado, visible durante la división celular.
- Cromátida: cada brazo del cromosoma; dos cromátidas hermanas forman un cromosoma típico en mitosis.
- Centrómero: región que une las dos cromátidas hermanas.
- Cinetocoro: estructura sobre el centrómero donde se fijan los microtúbulos del huso.
- Histonas: proteínas alrededor de las cuales se enrolla el ADN para formar cromosomas.
- Interfase: etapa previa a la mitosis, compuesta por G1, S y G2.
- Fase G1: primera fase de crecimiento y síntesis de proteínas y organelos.
- Fase G0: fase de especialización donde la célula deja de dividirse.
- Fase S: fase de síntesis y duplicación del ADN.
- Fase G2: segunda fase de crecimiento y revisión del ADN antes de la división.
- Profase: primera fase de mitosis; se condensa el ADN y se forma el huso acromático.
- Metafase: fase donde los cromosomas se alinean en el plano ecuatorial.
- Anafase: fase donde se separan las cromátidas hermanas y migran a polos opuestos.
- Telofase: fase donde se reorganizan los núcleos y se completa la división nuclear.
- Hus o acromático: estructura formada por microtúbulos que separa los cromosomas.
- Cariocinesis: división del núcleo celular.
- Citocinesis: división del citoplasma y separación de la célula en dos.
Action Items / Next Steps
- Estudiar las fases de la interfase (G1, S, G2) y sus funciones específicas.
- Memorizar las fases de la mitosis (profase, metafase, anafase, telofase) y los eventos clave de cada una.
- Diferenciar claramente mitosis y meiosis: tipo de célula, número de divisiones, número y ploidía de células hijas.
- Relacionar el ciclo celular con casos reales: regeneración de piel, daños en neuronas, crecimiento embrionario.
- Ver la clase correspondiente a meiosis para completar la comprensión del ciclo celular.