Etapas de la mitosis (división celular)

Todo ser vivo está formado por células. Cada ser humano comienza su vida como un embrión humano fertilizado con una célula, y en la edad adulta se ha convertido en cinco billones de células, gracias a un proceso de división celular llamado mitosis. La mitosis ocurre cada vez que se necesitan nuevas células. Sin él, las células de su cuerpo no podrían replicarse y la vida tal como la conocen no existiría.

TL; DR (Demasiado largo; No leído)

La mitosis es un proceso de división celular, mediante el cual una sola célula se divide en dos células hijas genéticamente idénticas. Las cinco etapas de la mitosis son interfase, profase, metafase, anafase y telofase.

Profase

La mitosis comienza con la profase, que ocurre después de una etapa preparatoria inicial, que ocurre durante la interfase, una fase de "descanso" entre las divisiones celulares.

Durante la profase temprana, la célula comienza a descomponer algunas estructuras y crea otras, preparándose para la división de los cromosomas. Los cromosomas duplicados de la interfase se condensan, lo que significa que se compactan y enrollan firmemente. La envoltura nuclear se rompe y se forma un aparato conocido como huso mitótico en los bordes de la célula en división. El huso está formado por proteínas fuertes llamadas microtúbulos, que son parte del "esqueleto" de la célula y conducen la división de la célula a través del alargamiento. El huso se alarga gradualmente durante la profase. Su función es organizar los cromosomas y moverlos durante la mitosis.

Hacia el final de la etapa de profase, la envoltura nuclear se rompe y los microtúbulos se extienden desde cada polo celular hasta el ecuador de la célula. Los cinetocoros, regiones especializadas en los centrómeros de los cromosomas, regiones del ADN donde las cromátidas hermanas están más estrechamente conectadas, se unen a un tipo de microtúbulos llamados fibras cinetocoricas. Estas fibras interactúan con las fibras polares del huso que conectan los cinetocoros con las fibras polares, lo que estimula a los cromosomas a migrar hacia el centro de la célula. Esta parte del proceso a veces se llama prometafase, porque ocurre inmediatamente antes de la metafase.

metafase

Al comienzo mismo de la etapa de metafase, los pares de cromosomas condensados ​​se alinean a lo largo del ecuador de la célula alargada. Debido a que están condensados, pueden moverse más fácilmente sin enredarse.

Algunos biólogos en realidad separan la metafase en dos fases: prometafase y metafase verdadera.

Durante la prometafase, la membrana nuclear desaparece por completo. Entonces comienza la verdadera metafase. En las células animales, los dos pares de centriolos se alinean en los polos opuestos de la célula y las fibras polares continúan extendiéndose desde los polos hasta el centro de la célula. Los cromosomas se mueven de forma aleatoria hasta que se unen, desde ambos lados de sus centrómeros a las fibras polares.

Los cromosomas se alinean en la placa de la metafase en ángulo recto con los polos del huso y se mantienen allí por las fuerzas iguales de las fibras polares que ejercen presión sobre los centrómeros de los cromosomas. (La placa metafásica no es una estructura física; este es simplemente un término para el plano donde se alinean los cromosomas.

Antes de pasar a la anafase, la célula comprueba que todos los cromosomas se encuentran en la placa de la metafase con sus cinetocoros correctamente adheridos a los microtúbulos. Esto se conoce como el punto de control del eje. Este punto de control asegura que los pares de cromosomas, también llamados cromátidas hermanas, se dividan uniformemente entre las dos células hijas en la etapa de anafase. Si un cromosoma no está correctamente alineado o unido, la célula detendrá la división hasta que se solucione el problema.

En casos raros, la célula no detiene la división y se cometen errores durante la mitosis. Esto puede resultar en cambios en el ADN, lo que potencialmente puede conducir a trastornos genéticos.

Anafase

Durante la anafase, las cromátidas hermanas son atraídas hacia los polos opuestos (extremos) de la célula alargada. El "pegamento" de proteína que los mantiene unidos se descompone para permitir que se separen. Esto significa que las copias duplicadas del ADN de la célula terminan a ambos lados de la célula y están listas para dividirse por completo. Cada cromátida hermana es ahora su propio cromosoma "completo". Ahora se llaman cromosomas hijos. En esta etapa, los microtúbulos se acortan, lo que permite que comience el proceso de separación celular.

Los cromosomas hijos viajan a través del mecanismo del huso para llegar a los polos opuestos de la célula. A medida que los cromosomas se acercan a un polo, migran primero al centrómero y las fibras del cinetocoro se acortan.

Para prepararse para la telofase, los dos polos celulares se separan más. Una vez completada la anafase, cada polo contiene una colección completa de cromosomas.

En este punto, comienza la citocinesis. Esta es la división del citoplasma de la célula original y continúa hasta la etapa de telofase.

telofase

En la etapa de telofase, la división celular está casi completa. La envoltura nuclear, que previamente se había roto para permitir que los microtúbulos accedieran y reclutaran los cromosomas en el ecuador de la célula en división, se reforma como dos nuevas envolturas nucleares alrededor de las cromátidas hermanas separadas.

Las fibras polares continúan alargándose y los núcleos comienzan a formarse en polos opuestos, creando envolturas nucleares a partir de partes sobrantes de la envoltura nuclear de la célula madre, además de partes del sistema de endomembranas. El huso mitótico se descompone en sus componentes básicos y se forman dos nuevos núcleos, uno para cada conjunto de cromosomas. Durante este proceso, las membranas nucleares y los nucléolos reaparecen y las fibras de cromatina de los cromosomas se abren, volviendo a su forma anterior similar a una cuerda.

Después de la telofase, la mitosis está casi completa: el contenido genético de una célula se ha dividido por igual en dos células. Sin embargo, la división celular no se completa hasta que se produce la citocinesis.

citocinesis

La citocinesis es la división del citoplasma de la célula, que comienza antes de que finalice la anafase y se completa poco después de la etapa de telofase de la mitosis.

Durante la citocinesis en células animales, un anillo de proteínas llamado actina y miosina (las mismas proteínas que se encuentran en el músculo) pellizca la célula alargada en dos células nuevas. Una banda de filamentos hecha de una proteína llamada actina es responsable de pellizcar, creando un pliegue llamado surco de división.

El proceso es diferente en las células vegetales porque tienen una pared celular y son demasiado rígidas para dividirse de esta manera. En las células vegetales, se forma una estructura llamada placa celular en el medio de la célula, dividiéndola en dos células hijas separadas por una nueva pared.

En este punto, el citoplasma, el líquido en el que se bañan todos los componentes de la célula, se divide por igual entre las dos nuevas células hijas. Cada célula hija es genéticamente idéntica, contiene su propio núcleo y una copia completa del ADN del organismo. Las células hijas ahora comienzan su propio proceso celular y pueden repetir el proceso de mitosis dependiendo de en qué se conviertan.

interfase

Casi el 80 por ciento de la vida útil de una célula se gasta en la interfase, que es la etapa entre los ciclos mitóticos.

Durante la interfase no se produce división, pero la célula pasa por un período de crecimiento y se prepara para la división. Las células contienen muchas proteínas y estructuras llamadas orgánulos que deben replicarse en preparación para la duplicación. El ADN de la célula se duplica durante esta fase, creando dos copias de cada cadena de ADN llamadas cromosomas. Un cromosoma es una molécula de ADN que transporta toda o parte de la información hereditaria de un organismo.

La propia interfase se divide en diferentes fases: fase G1, fase S y fase G2. La fase G1 es el período previo a la síntesis de ADN, durante el cual la célula aumenta de tamaño. Durante las fases G1, las células crecen y controlan su entorno para determinar si deben iniciar otra ronda de división celular.

Durante la fase S estrecha, se sintetiza el ADN. A esto le sigue la fase G2, cuando la célula sintetiza proteínas y continúa creciendo. Durante la fase G2, las células verifican que la replicación del ADN se haya completado con éxito y realizan las reparaciones necesarias.

No todos los científicos clasifican la interfase como una etapa de la mitosis porque no es una etapa activa. Sin embargo, esta etapa preparatoria es esencial antes de que tenga lugar cualquier división celular real.

Tipos de células

Las células procariotas, como las bacterias, pasan por un tipo de división celular conocida como fisión binaria. Esto implica la replicación de los cromosomas de la célula, la segregación del ADN copiado y la división del citoplasma de la célula madre. La fisión binaria crea dos nuevas células que son idénticas a la célula original.

Por otro lado, las células eucariotas pueden dividirse por mitosis o meiosis. La mitosis es un proceso más común, porque solo las células eucariotas que se reproducen sexualmente pueden pasar por la meiosis. Todas las células eucariotas, cualquiera que sea su tamaño o número de células, pueden pasar por mitosis. Las células de un organismo vivo que no son células reproductivas se denominan células somáticas y son importantes para la supervivencia de los organismos eucariotas. Es vital que las células somáticas progenitoras y las descendientes (hijas) no difieran entre sí.

Mitosis frente a meiosis

Las células se dividen durante la mitosis, produciendo células diploides (células que son idénticas entre sí) y la célula madre. Los seres humanos son diploides, lo que significa que tienen dos copias de cada cromosoma. Heredan una copia de cada cromosoma de su madre y una copia de cada uno de su padre. La mitosis se utiliza para el crecimiento, la reparación y la reproducción asexual.

La meiosis es otro tipo de división celular, pero las células producidas durante la meiosis son diferentes de las producidas durante la mitosis.

La meiosis se usa para producir gametos masculinos y femeninos, células con la mitad del número normal de cromosomas, que solo se usan para la reproducción sexual. Una célula del cuerpo humano contiene 46 cromosomas dispuestos en 23 pares. Los gametos son espermatozoides u óvulos, y solo contienen 23 cromosomas. Esta es la razón por la cual la meiosis a veces se llama división de reducción.

La meiosis produce cuatro células hijas. Estas son células haploides, lo que significa que contienen la mitad del número de cromosomas que la célula original. Cuando las células sexuales se unen durante la fertilización, estas células haploides se convierten en células diploides. Obtenga más detalles sobre las similitudes y diferencias entre la mitosis y la meiosis en el crecimiento celular y la reproducción sexual.

Por qué las células se dividen

Todos los organismos deben producir células hijas genéticamente idénticas. Los organismos unicelulares hacen esto para reproducirse. Cada una de las células producidas es un organismo separado. Los organismos multicelulares dividen las células por tres razones: crecimiento, reparación y reemplazo.

Los organismos multicelulares pueden crecer de dos maneras: aumentando el tamaño de sus células o aumentando el número de células. Esta última opción se logra a través de la mitosis.

La mitosis es una parte crucial de todo el ciclo celular porque este es el punto en el que una célula pasa su información genética a sus células hijas. La división también se asegura de que haya nuevas células disponibles como reemplazo cuando mueren las células más viejas dentro de un organismo.

Cuando las células están dañadas, necesitan ser reparadas. Se reemplazan con células idénticas capaces de hacer exactamente el mismo trabajo.

Todas las células necesitan ser reemplazadas en algún momento de su vida. Los glóbulos rojos duran unos tres meses y las células de la piel aún menos. Las celdas idénticas continúan el trabajo de las celdas que reemplazan.

Etapas de la mitosis

La mitosis produce dos células hijas con material genético idéntico. También son genéticamente idénticas a la célula parental. La mitosis tiene cinco etapas diferentes: interfase, profase, metafase, anafase y telofase. El proceso de división celular solo se completa después de la citocinesis, que tiene lugar durante la anafase y la telofase. Cada etapa de la mitosis es necesaria para la replicación y división celular.