Biología celular/Ciclo celular

Diagrama del ciclo celular animal.

El ciclo celular es el período de crecimiento y división celular, tienen lugar durante el ciclo vital de una célula. Se divide en dos etapas: Interfase y fase M

Interfase

Se denomina así al período que transcurre entre dos fases M o divisiones sucesivas. Se compone de varias etapas:

1. Fase G1: Esta etapa comprende el ciclo celular desde el final de la división anterior hasta el comienzo de la siguiente etapa (Fase S) donde el ADN se replica. Durante esta etapa la célula aumenta de tamaño, expresa su ADN sintetizando proteínas y lleva a cabo sus demás funciones celulares. Al final de esta etapa se encuentra lo que se denomina "Checkpoint" o Punto de restricción, en el cual se comprueba que la célula cumple los requisitos necesarios para pasar a la siguiente fase. Una vez llegados a este punto en la célula, pueden ocurrir dos cosas, que la célula continúe su ciclo con intención de dividirse (una vez que la célula pasa este punto ha de dividirse) o puede ocurrir también que la célula entre en un estado de "latencia" y se aparte del ciclo, de manera que quedaría en un estado funcional expresando su ADN y realizando funciones de forma indefinida o con posibilidad de retomar el ciclo celular mas adelante (Esto depende de cada célula y tejido).
2. Fase S: En esta etapa tiene lugar la duplicación/replicación del ADN. El ADN por medio de mecanismos moleculares duplica el número de cromátidas en cada cromosoma de manera que ahora tiene el mismo número de cromosomas pero cada cromosoma tiene 2 cromátidas Idénticas (hermanas) que son las que serán segregadas luego a cada célula hija en la división.
3. Fase G2: Es la etapa antes de la fase M. La célula sigue llevando a cabo sus funciones celulares, y aumenta de tamaño. Al final de esta etapa hay una comprobación del ADN para saber que la célula es apta para dividirse, en caso contrario esta fase se alarga y se intenta arreglar el daño que pueda haber, si lo consigue la célula entrará en fase M y se dividirá, si no le es inducida la apoptosis o muerte celular programada. En esta fase la célula toma una forma alargada como de fríjol

Fase M

Esta es la etapa en la que se lleva a cabo la división celular en 2 y 4 células, dependiendo de si hablamos de mitosis o meiosis respectivamente.

Mitosis

Es el proceso por el cual la célula lleva a cabo la división durante su fase M dando como resultado 2 células hijas con material genético idéntico. Esta división ocurre en muchos organismos unicelulares y en las células somáticas de los organismo pluricelulares.

La mitosis tiene 2 eventos, división y citocinesis. La división a su vez se subdivide en 5 etapas que cronológicamente ordenadas serían Profase, Pro-Metafase, Metafase, Anafase y Telofase. A su vez ya está ocurriendo el proceso u evento de citocinesis.

1. Profase, la célula comienza a perder la envuelta nuclear y el ADN que hay en él comienza a condensarse para acabar dando lugar a los cromosomas tal o como los conocemos.
2. Pro-Metafase, estadio intermedio en el que el núcleo celular ha desaparecido totalmente y se han condensado los cromosomas que comienzan a ordenarse.
3. Metafase, los cromosomas se han colocado en la placa de división (en el centro de la célula) todos en línea uno sobre otro. Ahora el Huso mitótico, pequeños microtúbulos, se adhieren al centro de cada cromosoma.
4. Anafase, en esta fase los microtúbulos tiran del cromosoma separándolo en 2 cromátidas hermanas, dos cromosomas completamente independientes con la misma información el uno respecto al otro, atrayéndolo hacia los polos/extremos de la célula.
5. Telofase, si todo ha ido bien en las etapas anteriores el material genético está repartido de forma equitativa. Ahora a través de vesículas disueltas en el citoplasma vuelve a formarse el núcleo, esta vez 2 (uno para cada grupo de cromosomas), y los cromosomas en sí vuelven a descompactarse dando lugar a ADN funcional.
6. Citocinesis, comienza ya durante la etapa de Anafase, y se define en células animales como un anillo de actina que se coloca en la cara interna de la membrana celular a la altura de la placa de división, y por estrechamiento continuo se va haciendo cada vez más pequeño, estrangulando a la célula que acaba por dar 2 células hijas.

En células vegetales en vez de anillo de actina se forma una pequeña red de microtúbulos donde se va acumulando celulosa y material de la pared vegetal que acaba por cerrarse dando lugar a células hijas (en este caso permanecen unas aperturas de comunicación entre las dos células hijas a través de esa pared llamadas plasmodesmos).

Meiosis

Es el proceso por el cual la célula lleva a cabo la división durante su fase M dando como resultado 4 células hijas con la mitad de información genética que la célula original y no necesariamente idéntica. Esta división se da en células germinales para dar lugar a gametos u esporas.

Vista general de los eventos más importantes en la meiosis

Las células tienen determinadas un número de divisiones que pueden llevar a cabo. Esto es debido a que los cromosomas tienen en sus extremos una región protectora llamada Telómeros para evitar que los mecanismos degradativos de la célula degraden su propio ADN y estos telómeros se van perdiendo poco a poco en cada división de manera que una vez que todo el telómero se ha desgastado y comienza a destruirse el ADN celular, la célula se induce apoptosis o muerte celular programada para evitar posible mutaciones y daño al organismo.

Existe una enzima llamada telomerasa que sintetiza y recompone este telómero para que la célula puede dividirse muchas más veces. La telomerasa es muy activa y se expresa mucho en células embrionarias y en células tumorales, pero sin embargo su expresión en células adultas normales es ínfima o inexistente.