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EL CICLO CELULAR
Comprende el período de tiempo que va desde que se forma la célula, es decir,
desde que nace, hasta que se divide, dando lugar a nuevas células.
Se distinguen dos etapas:
1.- Una etapa inicial de larga duración – INTERFASE – en que la célula presenta
núcleo.
2.- Otra etapa final más corta – DIVISIÓN – en que la célula presenta cromosomas.
INTERFASE
Consta de tres fases denominadas: G1, S y G2. En ellas el núcleo celular no
cambia de forma y se denomina núcleo interfásico.
Las fases G1, S y G2 son períodos bioquímicamente muy activos, ya que en ellos
se produce la síntesis de todas las sustancias de la célula, incluida la síntesis de ADN.
*Fase G1.- Se produce la síntesis de ARN
un solo diplosoma(dos centriolos).
ARN
, y de proteínas. La célula presenta
*Fase S.- Se produce la duplicación del ADN. También continúa la síntesis de
y de proteínas, sobre todo histonas.
*Fase G2.- Se inicia cuando acaba la síntesis de ADN y termina en el momento
en que ya empiezan a distinguirse los cromosomas. En esta fase la célula tiene el doble
de ADN que en la fase G1. Continúa la síntesis de ARN y de proteínas. Al final de esta
fase la célula ya contiene dos diplosomas inmaduros.
DIVISIÓN CELULAR O MITOSIS
Es el proceso mediante el cuál, a partir de una célula madre, aparecen dos
células hijas, con idéntica dotación cromosómica que la célula madre.
La división celular comprende:
1.- División del núcleo o mitosis o cariocinesis.
2.- División del citoplasma o citocinesis.
Debido a la mitosis, en los seres pluricelulares, todas las células somáticas tienen
la misma dotación cromosómica que el zigoto, es decir, que la primera célula del
organismo. La existencia de células especializadas es debido a que durante el desarrollo
embrionario tiene lugar, la diferenciación celular.
1.- Mitosis o cariocinesis
Aunque la mitosis es un proceso continuo, para su estudio se divide en cuatro
fases: profase, metafase, anafase y telofase.
Profase
Se inicia cuando comienzan a visualizarse los cromosomas. Se produce una
entrada masiva de agua del citoplasma hasta el núcleo, por lo que, éste se hincha, hasta
que se fragmenta la envoltura nuclear, que empieza a desaparecer.
Las fibras de cromatina se enrollan, espiralizándose, concentrándose y
acortándose formando las dos cromátidas que permanecen unidas a nivel de centrómero.
Debido a esta condensación desaparece el nucléolo, ya que el ADN que regula
su maquinaria de transcripción queda empaquetado en los cromosomas.
Los dos diplosomas inmaduros (centríolo más su procentríolo perpendicular)
están rodeados por un material periocentriolar. A partir de este material se forman
microtúbulos que se disponen radialmente formando las fibras del áster. Los dos ásteres
continúan su actividad organizadora de microtúbulos, constituyendo entre ellos unas
fibras llamadas fibras polares o continuas, cuyo alargamiento separa los dos ásteres,
constituyendo los dos polos de la célula.
Los cromosomas se desplazan para colocarse en la zona ecuatorial de la célula.
En los cromosomas, en cada una de las dos cromátidas se empieza a formar, a nivel de
centrómero, el cinetocoro o placa cinetocórica, que se comporta como un centro
organizador de microtúbulos (COM), formando las fibras cromosómicas, que
mantienen unidos los cromosomas a los diplosomas.
Fibras continuas + fibras cromosómicas – HUSO ACROMÁTICO
También llamado huso mitótico.
Metafase
Los cromosomas se disponen en la zona ecuatorial, doblados con el vértice hacia
fuera, formando una estructura llamada Placa ecuatorial.
Anafase
Debido al acortamiento de las fibras cromosómicas, se separan las dos
cromátidas hermanas que constituyen los cromosomas metafásicos, con los que cada
cromátida tiende a ir a un polo de la célula, aunque todavía quedan unidas por la
aparición de unas nuevas fibras, fibras interzonales. En este momento una cromátida
sola forma un cromosoma—cromosoma anafásico.
Telofase
Se inicia cuando las dos dotaciones cromosómicas se agrupan en los polos del
huso mitótico, y acaba cuando éstas quedan rodeadas de una envoltura nuclear. Se
forman dos núcleos hijos.
La nueva envoltura nuclear se forma a partir de los sáculos del retículo
endoplasmático y también de los restos de la membrana nuclear de la célula madre.
Los cromosomas se van desespiralizando , lo que posibilita la transcripción y la
formación de los nucléolos a partir de unas regiones organizadoras de nucléolos del
ADN.
2.-Citocinesis
Proceso de división del citoplasma. En células animales se realiza por
estrangulación del citoplasma y en células vegetales por tabicación o fragmentación
intracelular.
La citocinesis en células animales se inicia a finales de la anafase, comienza
con una invaginación de la membrana plasmática a nivel del plano ecuatorial del huso,
formándose el surco de división que rodea todo el citoplasma, debido a la existencia de
un anillo contráctil que está constituido por polímeros de actina unidos a la cara intena
de la membrana plasmática.
Los extremos libres se unen entre sí, mediante moléculas de miosina.
Diferencias en la división celular entre células animales y células
vegetales.
Se distinguen dos diferencias:
1.- Falta de centríolos en las células vegetales.- Al principio de la profase, cerca del
núcleo, aparece una zona clara (sin orgánulos) que es un centro organizador de
microtúbulos, más tarde se alarga y origina dos centros organizados llamados casquetes
polares, entre los que aparecen microtúbulos polares. Este tipo de huso mitótico sin
ásteres se denomina huso anastral, mientras que el huso con ásteres se denomina huso
astral.
2.- La citocinésis es por tabicación.- En el plano ecuatorial se agrupan muchas
vesículas procedentes del aparato de Golgi. Esta agrupación ordenada es posible gracias
a la orientación y aproximación de los microtúbulos interzonales, formando el
fragmoplasto, más tarde se produce la fusión de las vesículas formándose la placa
celular temprana que va creciendo (sumando más vesículas) hasta llegar a dividir la
célula.
A partir de las membranas se forman las membranas plasmáticas. Como la
placa celular presenta poros se originan los plasmodesmos. A partir del contenido de
las vesículas (rico en hemicelulosa y pectina) se forma la lámina media, que al
adicionarle celulosa, originará la pared celulósica.
MEIOSIS
Es el proceso por el cual, a partir de una célula madre se obtienen cuatro células
hijas con la mitad del número de cromosomas .
La meiosis comprende dos divisiones sucesivas:
*Primera división meiótica ( Meiosis I )
*Segunda división meiótica ( Meiosis II )
La primera es una división reduccional, las células hijas tienen la mitad de
cromosomas.
La segunda es una división ecuacional, las células hijas tienen el mismo número
de cromosomas.
1 (2n) --------------------- 2 (n) ------------------- 4 (n)
Antes de iniciarse la primera división meiótica, hay un período de Interfase, en
el que se duplica el ADN (fase S más larga). En la interfase de la segunda división no
hay duplicación de ADN. Cada una de ellas presenta una cariocinesis y una citocinesis.
Primera división meiótica
Comprende cuatro fases:
1.- Profase I .- Se constituyen los cromosomas, a diferencia de la mitosis los dos
cromosomas homólogos se juntan. Se distinguen varias subfases:
*Leptotene.- Los filamentos de ADN se condensan y se forman cromosomas con dos
cromátidas cada uno (cromátidas hermanas).
*Zigotene.- Cada cromosoma reconoce a su cromosoma homólogo y se unen
íntimamente, a este proceso de unión se conoce como sinapsis. El apareamiento se
produce gen a gen.
*Paquitene.- Los cromosomas homólogos permanecen juntos formando unas
estructuras que se conocen con el nombre de Tétradas o Bivalentes. Las dos
cromátidas homólogas más cercanas se entrecruzan. El entrecruzamiento o “crossingover” consiste en la ruptura de las dos dobles hélices y su posterior unión alternada, es
decir recombinación genética.
*Diplotene.- Los dos cromosomas homólogos tienden a separarse (desinapsis)
formando unas estructuras en forma de “x” llamadas quiasmas.
*Diacinesis.- Los cromosomas aumentan su condensación, por lo que en cada bivalente
no sólo se distinguen los dos cromosomas homólogos, sino que en cada uno se
diferencian las dos cromátidas hermanas. Además, se aprecian los quiasmas existentes
entre dos cromátidas homólogas.
2.- Metafase I .- Se forma la placa ecuatorial pero con cromosomas homólogos.
3.- Anafase I .- Se separan cromosomas homólogos en lugar de separarse cromátidas,
por lo tanto los cromosomas anafásicos I presentan dos cromátidas.
4.- Telofase I .- Al final se obtienen dos células con la mitad del número de
cromosomas – División reduccional.
Tiene lugar una breve interfase denominada Intercinesis en la que NO se
produce duplicación de ADN.
Segunda división meiótica
1.- Profase II .- Se rompe la membrana nuclear. Se visualizan los cromosomas.
2.- Metafase II .- Los cromosomas se sitúan en la zona ecuatorial constituyendo la
placa ecuatorial.
3.- Anafase II .- Se separan las cromátidas de cada cromosoma, por tanto, los
cromosomas anafásicos II presentan una cromátida.
4.- Telofase II .- Al final se obtienen dos células de cada una de las células, en total se
originan cuatro células de las cuales , dos tienen la información parental y las otras dos
tienen información obtenida por recombinación genética.