Organización del Material Genético

El material genético presenta diversos niveles de empaquetamiento para su correcta distribución: hebra de ADN, hebra nucleosomal, fibra de cromatina, bucle, espiral condensado y, finalmente, el cromosoma metafásico.

El Ciclo Celular Eucarionte

El ciclo celular comprende dos etapas principales: la interfase y la división mitótica.

Interfase

Durante la interfase, la célula se mantiene metabólicamente activa, adquiere nutrientes de su entorno, crece y duplica sus cromosomas. Es el periodo en el que no ocurre la división celular y se divide en tres fases fundamentales:

• Fase G1:
  • Crecimiento: La célula aumenta su tamaño.
  • Especialización: La célula se diferencia para realizar funciones específicas. Si permanecen en este intervalo sin dividirse, se dice que están en estado G0.
  • Síntesis: Producción de enzimas y proteínas necesarias para entrar en la fase S.
• Fase S (Síntesis): Las células destinadas a la división replican su ADN (sin aumentar el número de cromosomas) y duplican los centrosomas (estructuras formadas por un par de centríolos y material pericentriolar).
• Fase G2: La célula experimenta un crecimiento adicional y sintetiza las proteínas requeridas para la división. Generalmente, esta fase es más corta que G1 y S.

Mitosis: División del Núcleo

En la mitosis ocurre la división del núcleo, repartiendo el material genético equitativamente entre dos células hijas. Cuando el núcleo se divide, también ocurre la citocinesis (división del citoplasma), asegurando que cada célula hija reciba igual cantidad de material genético y citoplasma.

Etapas de la Mitosis

1. Profase

• Comienza a desaparecer la membrana nuclear.
• Condensación de la cromatina para formar cromosomas compuestos por dos cromátidas hermanas.
• Formación del huso mitótico a partir del citoplasma.
• Duplicación de los centríolos, los cuales migran hacia los polos opuestos de la célula.

2. Metafase

Los cromosomas se evidencian claramente y se ordenan en la línea media de la célula, formando la placa ecuatorial. Las fibras del huso se insertan a nivel del centrómero en una estructura denominada cinetocoro.

3. Anafase

El centrómero de cada cromosoma se separa, permitiendo que las dos cromátidas hermanas se distancien. Cada una es atraída hacia polos opuestos mediante la tracción de las fibras del huso.

4. Telofase

Los cromosomas alcanzan los polos opuestos y el huso comienza a dispersarse. Se reorganiza la carioteca (envoltura nuclear) alrededor de los dos conjuntos de cromosomas, los cuales comienzan a descondensarse. Finalmente, reaparecen los nucléolos en cada núcleo.

Citocinesis: División Citoplasmática

• Células animales: Ocurre por estrangulación de la célula a nivel del ecuador del huso, gracias a un anillo contráctil de proteínas ligadas a la membrana.
• Células vegetales: En el plano ecuatorial se depositan vesículas del aparato de Golgi que contienen sustancias pécticas. Estas forman la lámina media que permite la división celular.

Meiosis: Producción de Células Haploides

La meiosis es el proceso de división celular mediante el cual una célula diploide (2n) da origen a cuatro células haploides (n). Este proceso ocurre exclusivamente en células germinales o sexuales y se divide en Meiosis I y Meiosis II.

Meiosis I

• Profase I: La envoltura nuclear se desorganiza y desaparece el nucléolo. Los centríolos llegan a los polos y se forman las fibras del huso. Los cromosomas homólogos se aparean e intercambian fragmentos de ADN (crossing-over).
• Metafase I: Se forma el huso y los cromosomas se ubican en el plano ecuatorial de manera bivalente. La permutación cromosómica (distintas combinaciones de homólogos) contribuye a la variabilidad genética.
• Anafase I: Los cromosomas (con sus dos cromátidas) se separan hacia sus respectivos polos. A diferencia de la mitosis, las cromátidas hermanas permanecen juntas.
• Telofase I: Los grupos cromosómicos haploides llegan a los polos, reaparece el núcleo y se inicia la citocinesis.

Meiosis II

• Profase II: Se forma el huso, desaparecen los núcleos y nucléolos, y los cromosomas se condensan nuevamente.
• Metafase II: Los cromosomas se alinean en el plano ecuatorial en su máxima condensación, de forma similar a la mitosis.
• Anafase II: Se divide el centrómero y cada cromátida hermana migra hacia un polo opuesto de la célula.
• Telofase II: Se reconstituyen los núcleos de las células hijas, el ADN se descondensa, desaparece el huso meiótico y reaparecen la carioteca y los nucléolos.