Ciclo celular: división y muerte de las células

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Figura 3.45 Micrografía electrónica de barrido que nos muestra a un protozoario ciliado concluyendo su proce- so de división celular. Observa que la separación de las dos células hijas casi se ha completado.

Ciclo celular: división y muerte de las células

En el curso de su vida, la mayoría de las células eucariotas pasan por una secuencia regular y repetitiva de crecimiento y división conocida como el ciclo celular. Las células se reproducen mediante un proceso conocido como “división celular”, en el cual su material genético (adn) se reparte entre dos nuevas células hijas.

En los organismos unicelulares, por este mecanismo aumenta la cantidad de individuos en la población (figura 3.45). En los organismos multicelulares, la división celular es el procedimiento por el cual el organismo crece, partiendo de una sola célula, y los tejidos dañados son reempla- zados y reparados, además se restituyen las células que mueren. Por ejemplo, normalmente en el cuerpo humano mueren unos 50 millones de células por segundo y se produce una misma cantidad para sustituir a las que murieron. Una célula individual crece asimilando sustancias de su ambiente y transformándolas en nuevas moléculas estructurales y funcionales. Cuando una célula alcanza cierto tamaño crítico y cierto estado metabólico, se divide; las dos células hijas comienzan entonces a crecer.

Las nuevas células hijas son casi idénticas entre sí, como lo son a su progenitora. Son simi- lares, en parte, porque cada nueva célula recibe aproximadamente la mitad del contenido del

citoplasma, incluidos los organelos, de la célula materna. Pero la razón más importante de esta similitud, a nivel de estructura y función, es que cada nueva célula hereda un dupli- cado exacto de la información gené- tica de la célula materna.

En el desarrollo y mantenimien-

to de la estructura de los organismos

pluricelulares, no sólo se necesita

de la división celular, que aumenta

el número de células somáticas (del

cuerpo), sino también de un proceso

de muerte celular programada co-

nocido como apoptosis. La división

y la muerte celular ocurren de un

modo coordinado y, de esta manera,

se mantiene la forma del organismo.

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El ciclo celular

El ciclo celular es una serie de sucesos que experimentan las células mientras crecen y se dividen.

Durante el ciclo celular, la célula crece, se prepara para la división, se divide para formar dos cé- lulas hijas y, luego, cada una de ellas vuelve a iniciar el ciclo celular.

El ciclo celular consta de cuatro fases G

1

, S, G

2

y M. Las primeras tres fases del ciclo se cono- cen colectivamente como interfase. Durante la fase M ocurren la mitosis y citocinesis.

Veamos que sucesos ocurren en cada una de las fases.

• Fase G

1

. La célula crece casi a su maximo y sintetiza las proteínas y organelos nuevos.

• Fase S. A la fase G

1

le sigue la fase S o de síntesis. En esta fase el adn de la célula se replica para dar origen a los cromosomas dobles. La célula al final de esta fase contiene el doble de adn de lo que tenia al principio.

• Fase G

2

. Durante esta fase se producen muchos de los organelos y las moléculas necesa- rias para la división celular.

• Fase M o de división celular. Esta fase produce dos células hijas y ocurre en dos etapas:

mitosis y citocinesis. Se le nombra fase M por el proceso de mitosis. Durante la mitosis los cromosomas duplicados son distribuidos en partes iguales entre los dos núcleos hijos. A esta primera etapa le sigue la citocinesis o división del citoplasma separando a la célula madre en dos células hijas.

Figura 3.46 El ci- clo celular consta de cuatro fases:

G1, S, G2 y M. ¿En qué fase existen dos copias de la información ge- nética de la cé- lula?

Fase G1

(crecimiento celular)

Fase G2

(Preparación para la mitosis)

Fase S (replicación

del ADN)

Interfase Citocinesis

Mitosis Divis

ión ce lular

FaseM

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Haploidía y diploidía

Para comprender me- jor los procesos de mi- tosis y de meiosis, re- visemos algunos con- ceptos básicos relacio- nados con el número de cromosomas.

Cada organismo está formado por cé- lulas que contienen un número de cromo- somas característico de la especie a la cual pertenece. Por ejem-

plo, el ser humano tiene 46 cromosomas por célula, el gato 38, el sapo 22, el tomate 24, la cebo- lla 16 y el mosquito 6. En cambio, las células sexuales o gametos tienen exactamente la mitad de la cantidad de cromosomas característicos de las células del cuerpo (somáticas) del organismo.

La cantidad de cromosomas de los gametos se conoce como número haploide (“simple”) y la cantidad de cromosomas de las células somáticas como número diploide (“doble”). El número haploide se representa por n y el diploide por 2n. En los seres humanos, por ejemplo, n =23 y 2n

= 46. En los animales, los gametos son, en la hembra, el óvulo; y en el macho, el espermatozoide.

Cuando un espermatozoide fecunda a un óvulo, los dos núcleos haploides se fusionan, n + n = 2n, y el número diploide se restablece. La célula diploide producida mediante fusión de dos gametos se conoce como cigoto.

En las células diploides, cada cromosoma tiene un compañero, estos pares de cromosomas se conocen como cromosomas homólogos y cada uno de ellos proviene de un progenitor. Las célu- las humanas tienen 46 cromosomas ó 23 pares. Un cromosoma de cada par es de origen paterno y el otro de origen materno. Cada par de cromosomas homólogos se parecen en tamaño, forma y en el tipo de información hereditaria que contienen.

Tabla 3.2 Número de cromosomas característico de algunas especies de vegetales y de animales

Vegetales Cromosomas Animales Cromosomas

Pepino 14 Mosca casera 12

Papaya 18 Rana 26

Maíz 20 Cerdo 40

Café 44 Gorila 48

Tabaco 48 Oveja 54

Caña de azúcar 80 Caballo 66

Cromosoma paterno

Cromosoma Cromosoma

Centrómero

Duplicación Duplicación

Cinetócoro

Par de cromosomas homólogos Cromátidas

no hermanas

Cromátidas hermanas

Cromosoma materno

Figura 3.47 Cromosomas homólogos. Las cromátidas hermanas contienen los mis- mos genes.

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