Seleccionar página

¿Mitosis o Fusión? obra de arte
Créditos de la imagen Mike Lewinski / Flickr.

Nuestros cuerpos son colecciones de células, todas agrupadas y trabajando juntas para ayudarlo a navegar con éxito la vida adulta. Sin embargo, ser el montón ideal de células implica algo de crecimiento y mucho mantenimiento. Si suena como un trabajo duro, es porque probablemente lo es. Afortunadamente para nosotros, las células tienen un as secreto bajo la manga: simplemente pueden copiar y pegar para crear miembros nuevos e idénticos. Este proceso llamado mitosis o, más coloquialmente, división celular es lo que permite que los organismos crezcan, se desarrollen y sanen prácticamente sin esfuerzo consciente.

Soy un gran admirador de no hacer ningún esfuerzo consciente, así que apreciemos todo el trabajo que nuestras células no nos están haciendo mientras echamos un vistazo a la mitosis.

Advertencia a los lectores: utilizaremos la célula animal como plantilla para discutir los procesos involucrados. Habrá algunas diferencias aquí y allá entre cómo estos y otros tipos de células manejan la mitosis.

¿Qué es la mitosis?

La mitosis es uno de los dos tipos de división celular, el otro es la meiosis. Son en gran parte idénticos, con la diferencia clave de que la mitosis da como resultado dos células hijas, cada una con el mismo número y tipo de cromosomas que su padre, mientras que la meiosis da como resultado células que solo tienen la mitad de los cromosomas de los padres. La mitosis es cómo se multiplican las células regulares que forman tus tejidos, los tejidos de tus mascotas o la levadura que fermentó tu cerveza. La meiosis es cómo nuestros cuerpos producen células sexuales, como espermatozoides y óvulos.

Mientras continúa sin que nosotros hagamos nada (más allá de mantenernos alimentados y no muertos, obviamente), hay mucho trabajo involucrado en la mitosis. Hemos clasificado los pasos de este proceso en fases por las que debe pasar cada célula antes de poder dividirse. Estos son, en orden:

interfase

Estrictamente hablando, esto no es parte del proceso de meiosis; más bien, es más un estado predeterminado para las celdas. Pasan la mayor parte de su vida en interfase, realizando sus funciones habituales y abasteciéndose de nutrientes. A medida que cambia el tiempo de formación de las células bebé, es decir, en las últimas etapas de la interfase, las células comienzan a duplicar sus estructuras internas y crean dos copias de su ADN y de cada orgánulo.

La interfase generalmente se divide en dos o tres subfases separadas:

  • Fase de crecimiento (G1), durante la cual la célula se duplica para sintetizar prácticamente su gama completa de proteínas, especialmente las proteínas estructurales que necesitará para crecer.
  • Fase de síntesis (S): es cuando se duplican los cromosomas de las células.
  • [En algunos casos] Fase de crecimiento (G2), que es muy similar en forma y función a la G1.

Profase

Aquí es cuando la célula comienza a entrar en el modo de reproducción propiamente dicho. Una de las primeras cosas que suceden durante la profase es que el ADN de las células (ahora con doble ayuda) se condensa en pares de cromosomas. Piense en ello como archivar una carpeta en su computadora: toda la información sigue ahí, solo que es mucho más compacta y fácil de compartir con sus hijos.

Otro evento importante es la formación del huso mitótico. Esto comienza con los centríolos de la célula, los orgánulos que secretan estos microtúbulos, hechos de la proteína que forma el huso y el esqueleto de soporte celular que se mueve hacia los polos. A partir de ahí, liberan microtúbulos, empujándolos gradualmente hacia el centro, donde eventualmente se fusionarán. El huso mitótico alargará la célula durante la gprofase, lo que resultará útil durante la división.

Finalmente, el nucléolo de las células, la estructura más grande dentro del núcleo, que ensambla los ribosomas, desaparece, preparando el escenario para que el núcleo se descomponga.

metafase

Durante una breve ventana de tiempo llamada dp rometafase (antes de la metafase em), la membrana alrededor de los cromosomas se rompe. Esto liberará los cromosomas dentro de la célula y se unirán al huso mitótico en el plano ecuatorial.

El huso está ahí para garantizar que cada célula hija reciba una copia completa del ADN original. Lo hace tirando de los pares de cromosomas hacia sus filamentos, justo a través del plano ecuatorial, una línea imaginaria que cae aproximadamente a lo largo de la línea media de las células. Esto ordena los datos genéticos, por así decirlo, asegurando que cada una de las nuevas células obtendrá un cromosoma de cada par antes de que la célula se divida. No todos los microtúbulos se adhieren a un cromosoma, los que lo hacen se conocen como microtúbulos cinetocóricos. Los otros microtúbulos atravesarán la célula y agarrarán los microtúbulos que vienen del otro lado para estabilizar el huso.

El huso mitótico en una célula humana que muestra los microtúbulos en verde, los cromosomas (ADN) en azul y los cinetocoros en rojo.

Durante la metafase propiamente dicha, todos los cromosomas se colocan en su lugar en el huso a lo largo del plano ecuatorial. En este momento, cada cinetocoro de los cromosomas debe unirse a los microtúbulos de los polos opuestos del huso.

Las células eucariotas se esfuerzan mucho para asegurar la integridad genética durante la mitosis, de lo contrario ponen en riesgo su salud y la del organismo. Antes de pasar a la siguiente fase, la célula debe pasar el punto de control del huso: si todos los pares de cromosomas están en el plano ecuatorial y correctamente alineados (la mitad hacia cada extremo del huso), la célula da luz verde. Si no, detiene el proceso de mitosis hasta que todo esté listo.

Anafase

Durante la anafase, el pegamento que mantiene unido a cada par de cromosomas se rompe y sus miembros son atraídos hacia los lados opuestos de la célula. En este punto, cada mitad de la célula madre alberga una copia completa de su ADN y puede comenzar la división real.

Los cromosomas son atraídos por los microtúbulos del cinetocoro, que comienzan a acortarse hacia los centrómeros opuestos. Al mismo tiempo, los microtúbulos estructurales crecen, empujándose unos a otros, alargando la célula; imagina estirar un trozo de goma de mascar entre tus dedos que es más o menos la forma que toman las células durante esta fase. Toda esta actividad está impulsada por proteínas motoras, como la que se encuentra en los cinetocoros de los cromosomas que los arrastran a lo largo de los microtúbulos.

telofase

En este punto, la célula casi ha terminado de dividirse, ¡hurra!

Dado que las células son realmente un montón ordenado, las nuevas células hijas comienzan a reformar sus estructuras internas incluso cuando todavía están conectadas a lo largo de la membrana. El huso mitótico es la primera estructura que se descompone, sus componentes básicos se reciclan en las nuevas células que sustentan los esqueletos. Cada conjunto de cromosomas se une y se forman los núcleos, completamente equipados con sus propias membranas y nucléolos.

Finalmente, los cromosomas comienzan a descomprimirse, transformándose en largas hebras de ADN en el núcleo.

citocinesis

A veces considerada como la última parte de la telofase, esta etapa ve la división del citoplasma (la materia pegajosa dentro de las células) entre las dos hijas. La citocinesis en realidad puede comenzar tan pronto como durante una nafase (sobre todo para ciertas células vegetales), pero siempre termina poco después de la telofase.

En las células animales, el proceso de citocinesis constriñe sus membranas donde se unen como un hilo atado alrededor de un globo. Esa cuerda es una banda de filamentos de actina. El objetivo de esta contracción es tirar progresivamente de las membranas en forma de 8, después de lo cual las células se liberan unas de otras.

Las células vegetales, que tienden a reforzar sus membranas con compuestos como la celulosa y la hemicelulosa, no emplean el mismo mecanismo. En cambio, forman una estructura llamada placa celular por la mitad, dividiendo las dos células hijas con una nueva pared.

¡Y listo! Dos nuevas células, idénticas a sus padres, ahora están listas para mezclarse y trabajar por el bien colectivo.

maltosis

A pesar de todos los controles y equilibrios establecidos por la biología para garantizar que la mitosis transcurra sin problemas, a veces no es así. Para las células, cualquier error que ocurra durante la mitosis puede tener efectos significativos. A nosotros, organismos pluricelulares que somos, no tanto pero igual nos puede afectar.

Uno de los resultados más aborrecidos de la mala mitosis es el cáncer (enlace). Las copias defectuosas o la distribución incorrecta de los cromosomas durante la mitosis pueden inducir errores genéticos, que pueden causar mutaciones en las células hijas. Algunas mutaciones son silenciosas (no tienen un impacto en el papel de las secuencias), pero aquellas que alteran la síntesis de aminoácidos (llamadas mutaciones sin sentido) a menudo tienen un impacto en el funcionamiento de las células. Con el tiempo, pueden acumularse suficientes mutaciones de este tipo, lo que interrumpe la actividad normal de las células y conduce a la formación de tumores. El cáncer ocurre cuando las células tumorales mutadas sobrepasan sus límites naturales y controlan la mitosis, comenzando a reproducirse sin control.

Otra forma en que la mitosis puede salir mal son las anomalías cromosómicas (enlace). En resumen, a veces los pares de cromosomas no se unen al huso, y una célula hija terminará con un cromosoma extra o faltante después de la división (una condición conocida como aneuploidía). Este error puede tener efectos de largo alcance en el cuerpo. Por contexto, el síndrome de Down es causado por la presencia de un cromosoma adicional en cada célula que surge de espermatozoides u óvulos aneuploides, por lo que es un error meiótico, no mitótico. Aún así, ilustra lo que puede hacer una diferencia en todo el cuerpo de un solo cromosoma. Las anomalías cromosómicas meióticas generalmente solo afectan una o una pequeña cantidad de células, según la mutación aleatoria.

Las mutaciones celulares también pueden conducir al mosaicismo ( enlace ) . Esto describe una condición en la que algunas células del cuerpo tienen una versión mutante de un gen, mientras que otras portan la versión normal. En las células somáticas (las células de su cuerpo, excepto los óvulos o los espermatozoides), estas mutaciones generalmente ni siquiera producen un efecto perceptible. Pero, si el gen mutante está lo suficientemente extendido y tiene un sentido erróneo, puede tener un gran impacto. Dos ejemplos de condiciones relacionadas con el mosaicismo son la hemofilia, un trastorno de la coagulación de la sangre, y el síndrome de Marfan, que produce extremidades inusualmente largas.

"