Cada célula comienza su vida cuando se separa de la célula madre, y termina su existencia, dejando que aparezcan sus células hijas. La naturaleza proporciona más de una forma de dividir su núcleo, dependiendo de su estructura.
Métodos de división celular
La división nuclear depende del tipo de célula:
- Fisión binaria (encontrada en procariotas).
- Amitosis (división directa).
- Mitosis (encontrada en eucariotas).
- Meiosis (diseñada para la división de células germinales).
Los tipos de división nuclear están determinados por la naturaleza y corresponden a la estructura de la célula y la función que realiza en el macroorganismo o por sí misma.
Fisión binaria
Este tipo es más común en las células procariotas. Consiste en duplicar la molécula de ADN circular. La fisión binaria del núcleo se llama así porque de la célula madre aparecen dos células hijas de idéntico tamaño.
Después de que el material genético (molécula de ADN o ARN) se prepara de manera adecuada, es decir, se duplica, a partir de la pared celular comienzase forma un tabique transversal, que gradualmente se estrecha y divide el citoplasma de la célula en dos partes aproximadamente idénticas.
El segundo proceso de fisión se llama gemación o fisión binaria desigual. En este caso, aparece una protuberancia en el sitio de la pared celular, que crece gradualmente. Después de que el tamaño del "riñón" y la célula madre sean iguales, se separarán. Y se vuelve a sintetizar una sección de la pared celular.
Amitosis
Esta división nuclear es similar a la descrita anteriormente, con la diferencia de que no hay duplicación de material genético. Este método fue descrito por primera vez por el biólogo Remak. Este fenómeno ocurre en células alteradas patológicamente (degeneración tumoral), y también es una norma fisiológica para el tejido hepático, el cartílago y la córnea.
El proceso de división nuclear se llama amitosis, porque la célula conserva sus funciones y no las pierde, como durante la mitosis. Esto explica las propiedades patológicas inherentes a las células con este método de división. Además, la división nuclear directa tiene lugar sin un huso de fisión, por lo que la cromatina de las células hijas se distribuye de manera desigual. Posteriormente, tales células no pueden utilizar el ciclo mitótico. A veces, la amitosis da como resultado la formación de células multinucleadas.
Mitosis
Esta es una fisión nuclear indirecta. Se encuentra más comúnmente en las células eucariotas. La principal diferencia entre este proceso es que las células hijas y la célula madre contienen el mismo número de cromosomas. De este modoel número requerido de células se mantiene en el cuerpo, y los procesos de regeneración y crecimiento también son posibles. Flemming fue el primero en describir la mitosis en una célula animal.
El proceso de división nuclear en este caso se divide en interfase y directamente mitosis. La interfase es el estado de reposo de la célula entre divisiones. Se puede dividir en varias fases:
1. Período presintético: la célula crece, se acumulan proteínas y carbohidratos, se sintetiza activamente ATP (trifosfato de adenosina).
2. Período sintético - El material genético se duplica.
3. Período post-sintético: los elementos celulares se duplican, aparecen proteínas que forman el huso de división.
Fases de la mitosis
La división del núcleo de una célula eucariota es un proceso que requiere la formación de un orgánulo adicional: el centrosoma. Está ubicado al lado del núcleo y su función principal es la formación de un nuevo orgánulo: el huso de división. Esta estructura ayuda a distribuir los cromosomas de manera uniforme entre las células hijas.
Hay cuatro fases de la mitosis:
1. Profase: la cromatina en el núcleo se condensa en cromátidas, que se reúnen cerca del centrómero para formar cromosomas en pares. Los nucléolos se desintegran y los centríolos se desplazan hacia los polos de la célula. Se forma un huso de fisión.
2. Metafase: los cromosomas se alinean en una línea a través del centro de la célula, formando la placa metafásica.
3. Anafase: las cromátidas se mueven desde el centro de la célula hacia los polos y luego el centrómero se divide en dos. Talel movimiento es posible gracias al huso de división, cuyos hilos contraen y estiran los cromosomas en diferentes direcciones.
4. Telofase: se forman los núcleos hijos. Las cromátidas se convierten nuevamente en cromatina, se forma el núcleo y, en él, los nucléolos. Todo termina con la división del citoplasma y la formación de una pared celular.
Endomitosis
El aumento de material genético que no implica división nuclear se llama endomitosis. Se encuentra en células vegetales y animales. En este caso, no hay destrucción del citoplasma ni de la capa del núcleo, pero la cromatina se convierte en cromosomas y luego se desespiraliza nuevamente.
Este proceso produce núcleos poliploides con mayor contenido de ADN. Similar ocurre en las células formadoras de colonias de la médula ósea roja. Además, hay casos en que las moléculas de ADN duplican su tamaño, mientras que el número de cromosomas sigue siendo el mismo. Se llaman politenos y se pueden encontrar en las células de los insectos.
Significado de la mitosis
La división nuclear mitótica es una forma de mantener un conjunto constante de cromosomas. Las células hijas tienen el mismo conjunto de genes que la madre y todas las características inherentes a ella. Se requiere mitosis para:
- crecimiento y desarrollo de un organismo multicelular (a partir de la fusión de células germinales);
- mover células de las capas inferiores a las superiores, así como reemplazar las células sanguíneas (eritrocitos, leucocitos, plaquetas);
- restauración de tejidos dañados (en algunos animales, la capacidad de regeneración esuna condición necesaria para la supervivencia, como estrellas de mar o lagartos);
- Reproducción asexual de plantas y algunos animales (invertebrados).
Meiosis
El mecanismo de división nuclear de las células germinales es algo diferente al somático. Como resultado, se obtienen células que tienen la mitad de información genética que sus antecesoras. Esto es necesario para mantener un número constante de cromosomas en cada célula del cuerpo.
La meiosis tiene lugar en dos etapas:
- etapa de reducción;
- Etapa ecuacional.
El curso correcto de este proceso solo es posible en células con un conjunto uniforme de cromosomas (diploide, tetraploide, hexaproide, etc.). Por supuesto, sigue siendo posible que se produzca meiosis en células con un conjunto impar de cromosomas, pero es posible que la descendencia no sea viable.
Es este mecanismo el que asegura la esterilidad en los matrimonios entre especies. Dado que las células sexuales contienen diferentes conjuntos de cromosomas, les resulta difícil fusionarse y producir descendencia viable o fértil.
Primera división de la meiosis
El nombre de las fases repite las de la mitosis: profase, metafase, anafase, telofase. Pero hay una serie de diferencias significativas.
1. Profase: un juego doble de cromosomas realiza una serie de transformaciones, pasando por cinco etapas (leptoteno, cigoteno, paquiteno, diploteno, diacinesis). Todo esto sucede gracias a la conjugación y al entrecruzamiento.
La conjugación es la unión de cromosomas homólogos. En leptoten entre ellos se formanhilos delgados, luego en el cigoto, los cromosomas se conectan en pares y como resultado, se obtienen estructuras de cuatro cromátidas.
El entrecruzamiento es el proceso de intercambio cruzado de secciones de cromátidas entre cromosomas hermanos u homólogos. Esto ocurre en la etapa de pachytene. Se forman cruces (quiasmas) de cromosomas. Una persona puede tener de treinta y cinco a sesenta y seis intercambios de este tipo. El resultado de este proceso es la heterogeneidad genética del material resultante, o la variabilidad de las células germinales.
Cuando llega la etapa de diploteno, los complejos de cuatro cromátidas se rompen y los cromosomas hermanos se repelen entre sí. La diaquinesis completa la transición de la profase a la metafase.
2. Metafase: los cromosomas se alinean cerca del ecuador de la célula.
3. Anafase: los cromosomas, que aún constan de dos cromátidas, se separan hacia los polos de la célula.
4. Telofase: el huso se rompe, dando como resultado dos células haploides con el doble de ADN.
Segunda división de la meiosis
Este proceso también se llama "mitosis de la meiosis". En el momento entre dos fases no se produce la duplicación del ADN y la célula entra en la segunda profase con el mismo juego de cromosomas que le quedaba después de la telofase 1.
1. Profase: los cromosomas se condensan, el centro celular se separa (sus restos divergen hacia los polos de la célula), se destruye la envoltura nuclear y se forma un huso de división, situado perpendicularmente al huso de la primera división.
2. Metafase: los cromosomas se ubican en el ecuador, se formanplaca de metafase.
3. Anafase: los cromosomas se dividen en cromátidas, que se separan.
4. Telofase: se forma un núcleo en las células hijas, las cromátidas se desspiralizan en cromatina.
Al final de la segunda fase, de una célula madre, tenemos cuatro células hijas con la mitad de un conjunto de cromosomas. Si la meiosis ocurre junto con la gametogénesis (es decir, la formación de células germinales), entonces la división es abrupta, desigual y se forma una célula con un conjunto haploide de cromosomas y tres cuerpos de reducción que no llevan la información genética necesaria. Son necesarios para que sólo la mitad del material genético de la célula madre se conserve en el óvulo y el espermatozoide. Además, esta forma de división nuclear asegura la aparición de nuevas combinaciones de genes, así como la herencia de alelos puros.
En los protozoos existe una variante de la meiosis, en la que en la primera fase sólo se produce una división y en la segunda se produce un entrecruzamiento. Los científicos sugieren que esta forma es un precursor evolutivo de la meiosis normal en los organismos multicelulares. Puede haber otras formas de fisión nuclear que los científicos aún no conocen.
