Todo ser vivo está formado por células. Cada ser humano comienza su vida como un embrión humano fertilizado con una sola célula, y hasta la edad adulta se ha convertido en cinco billones de células, gracias a un proceso de división celular llamado mitosis.
La mitosis ocurre cuando se necesitan nuevas células. Sin él, las células de tu cuerpo no podrían replicarse, y la vida tal como la conoces no existiría.
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.
Interfase
Casi el 80 por ciento de la vida útil de una célula se gasta en la etapa de interfase de la mitosis. Durante esta etapa, no tiene lugar ninguna división, pero la célula experimenta un período de crecimiento y se prepara para la división. Las células contienen muchas proteínas y estructuras llamadas orgánulos que deben replicarse en la preparación para duplicarlas. El ADN de la célula se duplica durante esta fase, creando dos copias de cada hebra de ADN llamada cromosoma. 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 anterior a la síntesis de ADN, durante el cual la célula aumenta de tamaño. Durante las fases G1, las células crecen y monitorean su entorno para determinar si deben iniciar otra ronda de división celular.
Durante la fase S estrecha, el ADN se sintetiza. 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 hacen 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 una división celular real.
Profase
Después de la etapa preparatoria de la interfase, la profase se considera la primera etapa verdadera del proceso mitótico.
Durante la profase temprana, la célula comienza a descomponer algunas estructuras y crear otras, preparándose para la división de los cromosomas. Los cromosomas duplicados de la interfase se condensan, lo que significa que se compactan y se enrollan firmemente. La envoltura nuclear se rompe, y se forma un aparato conocido como un huso mitótico en los bordes de la célula en división. El huso está formado por proteínas fuertes llamadas microtúbulos, que forman parte del «esqueleto» de la célula y conducen a la división de la célula a través de la elongación. 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 alcanzan 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 adhieren a un tipo de microtúbulo llamado fibras de cinetocoro. Estas fibras interactúan con las fibras polares del huso que conectan los cinetocoros con las fibras polares, lo que alienta a los cromosomas a migrar hacia el centro de la célula. Esta parte del proceso a veces se llama prometaphase, porque ocurre inmediatamente antes de la metafase.
Metafase
Al comienzo de la fase de metafase, los pares de cromosomas condensados se alinean a lo largo del ecuador de la célula alargada. Debido a que se condensan, pueden moverse más fácilmente sin enredarse.
Durante la metafase, la membrana nuclear desaparece por completo. 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 hasta las fibras polares.
Los cromosomas se alinean en la placa metafásica en ángulo recto con los polos del huso, y se mantienen allí por la fuerza igual de las fibras polares que ejercen presión sobre los centrómeros de los cromosomas. (La placa metafásica no es una estructura física, es simplemente un término para el plano donde se alinean los cromosomas.
Antes de pasar a la fase anafase, la célula comprueba que todos los cromosomas se encuentran en la placa metafásica con sus cinetocoros correctamente unidos a los microtúbulos. Esto se conoce como el punto de control del huso. Este punto de control garantiza que los pares de cromosomas, también llamados cromátidas hermanas, se dividan de manera uniforme entre las dos células hijas en la fase anafase. Si un cromosoma no está alineado o unido correctamente, 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 dar lugar a cambios en el ADN, que pueden conducir a trastornos genéticos.
Anafase
Durante la anafase, las cromátidas hermanas se dirigen a los polos opuestos (extremos) de la célula alargada. La proteína «pegamento» que los mantiene unidos se rompe para permitir que se separen. Esto significa que las copias duplicadas del ADN de la célula terminan en 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 alcanzar los polos opuestos de la célula. A medida que los cromosomas se acercan a un polo, primero migran el centrómero y las fibras del cinetocoro se acortan.
Para prepararse para la telofase, los dos polos celulares se separan más. Al completar 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 a través de 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 al ecuador de la célula en división, se transforma en 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, más partes del sistema endomembrana. El huso mitótico se descompone en sus bloques de construcción, y se forman dos nuevos núcleos, uno para cada conjunto de cromosomas. Durante este proceso, las membranas nucleares y los nucleolos reaparecen y las fibras de cromatina de los cromosomas se abren, volviendo a su forma de cadena anterior.
Después de la telofase, la mitosis está casi completa: los contenidos genéticos de una célula se han dividido por igual en dos. 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 llamadas actina y miosina (las mismas proteínas que se encuentran en el músculo) pellizca la célula alargada en dos nuevas células. Una banda de filamentos hechos de una proteína llamada actina es responsable de la compresión, creando un pliegue llamado surco de escisión.
El proceso es diferente en las células vegetales porque tienen una pared celular y son demasiado rígidos para ser divididos de esta manera. En las células vegetales, una estructura llamada placa celular se forma en el centro de la célula, dividiéndola en dos células hijas separadas por una nueva pared.
En este punto, el citoplasma, el líquido en el que todos los componentes celulares se bañan, se divide por igual entre las dos nuevas células hijas. Cada célula hija es genéticamente idéntica, con 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 en función de en qué se conviertan.
Tipos de celulas
Las células procariotas, como las bacterias, atraviesan 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 celdas que son idénticas a la celda original.
Por otro lado, las células eucariotas pueden dividirse a través de la mitosis o la meiosis. La mitosis es un proceso más común, ya que solo las células eucariotas que se reproducen sexualmente pueden pasar por la meiosis. Todas las células eucariotas, independientemente de su tamaño o número de células, pueden pasar por la 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 eucarióticos. Es vital que las células somáticas progenitoras y descendientes (hijas) no se diferencien unas de otras.
Mitosis vs. 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, reparación y 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.
Meosis 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 o óvulos, y solo contienen 23 cromosomas. Es por esto que 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 una célula diploide.
¿Por qué se dividen las células?
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: al aumentar el tamaño de sus células o al aumentar el número de células. Esta última opción se consigue 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 mueran 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 deben reemplazarse en algún momento de su vida. Los glóbulos rojos duran alrededor de tres meses y las células de la piel aún menos. Las células idénticas continúan el trabajo de las células que reemplazan.
Etapas de la mitosis
La mitosis produce dos células hijas con material genético idéntico. También son genéticamente idénticos 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.
