División celular

División celular

1. Ciclo celular

   • Comprende los periodos de crecimiento y división celular, desde que se acaba de formar la célula hasta que termina de reproducirse para dar nuevas células hijas. Tiene dos fase: interfase y la división.
   • Interfase
     • Período comprendido entre dos fases sucesivas de división. A su vez, incluye tres fases o etapas principales conocidas como G1, S y G2. La duración de la interfase es muy variable y depende del tipo de células y otros factores. En los seres pluricelulares, para favorecer el normal funcionamiento del organismo, las células mueren después de un número limitado de divisiones (apoptosis o muerte celular programada).
     • G1
       • Abarca el tiempo comprendido entre el final de la última división celular hasta la nueva síntesis de ADN (fase S). La célula crece hasta su máximo tamaño, hay una síntesis de proteínas para formar nuevos orgánulos y también de sustancias que inhiben o estimulan la fase S. Si no se dividen entran en fase G0, que puede ser temporal o permanente
     • S
       • Fase de síntesis, se produce la replicación o duplicación del ADN, también se sintetizan histonas que ayudarán a formar los nucleosomas.
     • G2
       • Etapa de preparación para la división celular. El ADN comienza a condensarse para terminar formando cromosomas. Se duplican los dos centriolos en las células animales y se alargan aquellos microtúbulos que formarán parte del huso mitótico.
   • División
     • Desde el inicio de este proceso hasta que da lugar a dos células hijas. Las células procariotas replican su único cromosoma y las dos copias se reparten entre las dos células hijas (división simple o binaria). En las células eucariotas el período de división incluye dos procesos fundamentales, mitosis y citocinesis. A parte de la división mitótica también existe la división meiótica.
     • División mitótica
       • Se reparte por igual el material genético duplicado en dos células hijas idénticas. Hay dos etapas, la mitosis y la citocinesis.
       • Mitosis
         • Es la división del núcleo.Es un proceso continuo, se divide en 4 etapas: profase, metafase, anafase y telofase. 
         • Profase
           • -Las fibras de cromatina se condensan formando los cromosomas. Dichas fibras se han duplicado durante la interfase, por ello cada cromosoma está constituido por dos filamentos idénticos, las cromátidas, que se mantienen unidas por el centrómero del cromosoma -La membrana nuclear se fragmenta en vesículas que se integran al RE y desaparece, liberando los cromosomas. -El nucléolo desaparece también. -Formación del huso mitótico o huso acromático. En células animales se da una mitosis astral, en vegetales es anastral. La unión de los cromosomas a los filamentos del huso acromático a través de los cinetocoros a veces es considerada como una fase más de la mitosis conocida como prometafase.
         • Metafase
           • -El huso mitótico está totalmente formado. -Los cromosomas alcanzan el máximo grado de condensación, cada uno con dos cromátidas. -Los microtúbulos cinetocóricos empujan lentamente a los cromosomas hacia el ecuador del huso mitótico y se disponen perpendiculares a él, todos en un mismo plano, formando la placa ecuatorial o placa metafásica.
         • Anafase
           • -Las cromátidas de cada cromosoma se separan originando cromosomas anafásicos, que son arrastrados por el huso en direcciones opuestas. -La separación de las cromátidas empieza por el centrómero y se da en todos los cromosomas a la vez.
         • Telofase
           • -Los cromosomas terminan la migración y se desespiralizan, formando la cromatina. -Se vuelve a formar el nucléolo. -Se forma de nuevo la membrana nuclear. -Los microtúbulos del huso desaparecen.
       • Citocinesis
         • División del citoplasma. Comienza al final de la anafase. -En células animales se produce por estrangulación. Se forma un anillo contráctil de actina y miosina que a medida que se contrae va formando un surco de segmentación ene le ecuador de la célula, que termina con la división total de esta. -En células vegetales se da por tabicación. Se acumulan vesículas en el ecuador de la célula que se van a fusionar hasta formar un tabique, el fragmoplasto, que va a crecer hasta dividir en dos la célula inicial.
     • División meiótica
       • La meiosis es un tipo especial de división celular cuya finalidad es reducir el número de cromosomas de las células hijas a la mitad. Solo se da en determinadas células diploides (2n) de los seres vivo, con dos juegos de cromosomas, siendo su finalidad la obtención de células haploides (n), con un solo juego. En los animales y otros seres vivos diploides, la meiosis se da en las células germinales de las gónadas con el fin de obtener gametos haploides, que al unirse darán lugar un cigoto diploide. La meiosis se lleva a cabo mediante dos divisiones celulares sucesivas conocidas como primera división meiótica o meiosis I, y segunda división meiótica o meiosis II. En la interfase previa a la primera división meiótica se replica el ADN de la célula inicial, por lo que sus cromosomas tendrán dos cromátidas al comienzo de dicha división, en ella se llevan a cabo la separación de las parejas de cromosomas homólogos.
       • Meiosis I
         • Su duración representa el 90 % de toda la meiosis. Se diferencian una división del núcleo en 4 etapas: profase I, metafase I, anafase I y telofase I, seguida de una división del citoplasma o citocinesis. Una vez finalizada la primera división meiótica las células pasan por una breve interfase denominada Intercinesis, en la que no hay duplicación del ADN, e inmediatamente tiene lugar la segunda división meiótica.
         • Profase I
           • Es la etapa más larga, más compleja y más importante. Se divide en 5 subetapas: -Leptoteno. Cada cromosoma, se une por sus extremos a la envoltura nuclear. -Zigoteno. Las parejas de cromosomas homólogos se unen estrechamente a lo largo de toda su longitud (sinapsis) y en la zona de contacto entre ambos surge una estructura proteica denominada complejo sinaptonémico. A las parejas de cromosomas homólogos ya unidos entre sí se les denomina bivalentes o tétradas. -Diacinesis. En esta etapa se observan por primera vez, con claridad, y unidas por el centrómero, las dos cromátidas que forman cada cromosoma. También se observan los quiasmas que mantienen unidos a las parejas de cromosomas de cada bivalente.  -Paquiteno. En este período se produce el sobrecruzamiento entre las cromátidas no hermanas de los bivalentes, lo que supone el intercambio de fragmentos de ADN entre ambas.  -Diploteno. Los cromosomas homólogos comienzan a separarse, pero aún permanecen unidos por zonas llamadas quiasmas. -Diacinesis. En esta etapa se observan por primera vez las dos cromátidas de cada cromosoma. También se observan los quiasmas.
         • Metafase I
           • Parte de los filamentos del huso acromático, se unen a los cinetócoros de los cromosomas. A continuación, las parejas de cromosomas homólogos unidas por los quiasmas se sitúan en el ecuador del huso formando la placa ecuatorial o metafásica. 
         • Anafase I
           • Los quiasmas se rompen y los cromosomas homólogos de cada pareja comienzan a separarse, al ser arrastrados por las fibras del huso acromático. Cada uno de estos cromosomas homólogos está formado por dos cromátidas y se dirige hacia un polo de la célula.
         • Telofase I
           • Termina la migración de los cromosomas homólogos hacia el polo correspondiente, sufren una cierta descondensación, se forma una nueva membrana nuclear, aparece el nucléolo y desaparece el huso acromático. Inmediatamente después se produce la citocinesis.
       • Meiosis II
         • Esta división se produce a la vez en las dos células hijas resultantes de la meiosis I y es similar a una mitosis normal, ya que en ella se separan las dos cromátidas hermanas de cada cromosoma. En esta división se diferencian cuatro etapas: profase II, metafase II, anafase II y telofase II.
         • Profase II
           • Es muy breve. Los cromosomas se condensan, desaparece la membrana nuclear, el nucléolo y se forma el huso acromático. 
         • Metafase II
           • Los cromosomas, que tienen cada uno dos cromátidas unidas por el centrómero, se sitúan en el ecuador del huso formando la placa ecuatorial o metafásica.
         • Anafase II
           • Las dos cromátidas que forman cada cromosoma se separan yendo cada una hacia un polo, de forma que cada una de ellas constituye un cromosoma sencillo o anafásico.
         • Telofase II
           • Termina la migración de los cromosomas, se descondensan, desaparece el huso acromático y se forman nuevas envolturas o membranas nucleares, originándose dos nuevos núcleos. 
       • Meiosis y reproducción sexual
         • En los animales, incluidos los humanos, y otros seres vivos diploides que se reproducen sexualmente, la meiosis tiene lugar durante la gametogénesis, obteniendo gametos haploides. En los seres vivos haploides que se reproducen sexualmente, la meiosis la sufre el cigoto diploide que surge de la unión de gametos haploides. La importancia de la meiosis radica en las razones siguientes: -Impide que se duplique el número de cromosomas en el paso de una generación a otra. -Incrementa la variabilidad genética de los individuos notablemente debido a que durante la Anafase I los cromosomas homólogos, ya sobrecruzados, se separan al azar, y el propio fenómeno de sobrecruzamiento.

2. Ciclos biológicos

   • Según el momento en el que se produce la meiosis, se diferencian tres tipos de ciclos biológicos entre los seres vivos: ciclo haplonte, ciclo diplonte y ciclo haplo-diplonte. 
   • Ciclo haplonte
     • Típico de seres vivos haploides (n). Los gametos se producen por mitosis en los progenitores haploides, y la meiosis la sufre el cigoto formado tras la fecundación, lo que dará lugar a cuatro nuevos individuos haploides. Meiosis cigótica.
   • Ciclo diplonte
     • Típico de seres vivos diploides (2n). La meiosis se produce en la gametogénesis dando como resultado la formación de gametos haploides (n). La unión de ambos dará lugar a cigotos diploides. Meiosis gametogénica.
   • Ciclo haplo-diplonte
     • Es típico de las plantas. En dicho ciclo, un individuo diploide, al que se le suele denominar esporofito (2n), genera mediante meiosis, esporas haploides (n), que cuando caen en un lugar adecuado, germinan dando lugar a individuos haploides, que suelen recibir el nombre de gametofitos (n), los cuales, cuando alcancen la madurez sexual, generarán por mitosis gametos haploides que al unirse darán lugar a cigotos y nuevos individuos diploides o esporofitos. Meiosis esporogénica.