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El ciclo celular es una serie de etapas que ocurren durante la formación y división una célula.

Se divide en 2 grandes etapas, la interfase y la mitosis.
También se puede decir que el ciclo celular consta de cuatro etapas: G1,S,G2 y M.

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Es la etapa en la que la célula pasa mas tiempo, durante dicho tiempo la célula crece y se prepara para la división celular. Es la etapa previa a la mitosis.

Consta de 3 fases:
G1: La célula está recién formada  y se dedica a crecer, ésta es la fase más larga. Algunas células no avanzan más allá de G1, en su lugar se van a una fase llamada G0 que puede ser temporal o permanente.
S: La célula replica todo el material genético de su núcleo, para que luego en la mitosis ambas células cuenten con un juego completo de genes.
G2: La célula se prepara para dividirse formando los cromosomas y sintetizando las proteínas necesarias.

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El ciclo celular es de suma importancia, pues este proceso es el que permite la reproducción, el crecimiento y el desarrollo de los seres vivos.

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En la profase los cromosomas reducen su tamaño gracias al superenrollamiento, en esta fase desaparece el nucleolo, se generan microtúbulos a partir de estructuras llamadas centros organizadores de microtúbulos (COMT) cuales forman el huso acromático, la membrana nuclear se disuelve.

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En la anafase cada cromosoma se divide en dos cromátidas y estas son empujadas rápidamente a los polos por los microtúbulos del huso.

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🌐 CICLO CELULAR 🔬 [Fácil y Rápido] | BIOLOGÍA |

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Una vez que las cromátidas ya están en los polos a partir de ahí se denominan cromosomas y aparece una membrana nuclear formándose dos núcleos, luego el citoplasma se estira y se parte a la mitad para formar dos células hijas idénticas genéticamente.

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En la metafase los cromosomas se alinean y los microtúbulos crecen hasta conectarse con los centromeros de cada cromosoma.

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La mitosis es un proceso en el que la célula se divide en dos núcleos genéticamente idénticos esto permite a la célula dividirse en dos células hijas cada una con uno de los núcleos y por lo tanto genéticamente idénticas una la otra. Para que la mitosis se puede llevar a cabo antes debe replicarse todo el ADN del núcleo. Esto se produce durante la interfase la etapa anterior a la mitosis.

Consta de 4 fases:
1.- Profase
2.- Metafase
3.- Anafase
4.- Telofase

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Introducción

¿Qué tienen en común tus intestinos, la levadura en la masa del pan y una rana en desarrollo? Entre otras cosas, todos tienen células que llevan a cabo la mitosis: se dividen para producir más células genéticamente idénticas a sí mismas.

¿Por qué todos estos organismos y tejidos tan diferentes necesitan la mitosis? Las células intestinales tienen que ser reemplazadas conforme se desgastan; las células de levadura necesitan reproducirse para mantener el crecimiento de su población; y un renacuajo debe producir más células nuevas a medida que se hace más grande y más complejo.

¿Qué es la mitosis?

La mitosis es un tipo de división celular en el cual una célula (la madre) se divide para producir dos nuevas células (las hijas) que son genéticamente idénticas entre sí. En el contexto del ciclo celular, la mitosis es la parte donde el ADN del núcleo de la célula se divide en dos grupos iguales de cromosomas.

La gran mayoría de las divisiones celulares que suceden en tu cuerpo implica mitosis. Durante el desarrollo y el crecimiento, la mitosis llena el cuerpo de un organismo con células, y durante la vida de un organismo, sustituye células viejas y gastadas con células nuevas. Para los organismos eucariontes de una sola célula, como la levadura, las divisiones mitóticas en realidad son una forma de reproducción que agrega nuevos individuos a la población.

En todos estos casos, la "meta" de la mitosis es asegurarse de que cada célula hija obtenga un juego completo y perfecto de cromosomas. Las células con demasiados cromosomas o cromosomas insuficientes generalmente no funcionan bien: tal vez sean incapaces de sobrevivir o incluso causen cáncer. Así, cuando las células experimentan mitosis, no dividen su ADN al azar y lo echan en montones para las dos células hijas. Al contrario, reparten sus cromosomas duplicados en una serie de pasos cuidadosamente organizada.

Fases de la mitosis

La mitosis consiste en cuatro fases básicas: profase, metafase, anafase y telofase. Algunos libros de textos mencionan cinco porque separan la profase en una fase temprana (llamada profase) y una fase tardía (llamada prometafase). Estas fases ocurren en orden estrictamente secuencial y la citocinesis -el proceso de dividir el contenido de la célula para hacer dos nuevas células- comienza en la anafase o telofase.

Puedes recordar la orden de las fases con el famoso truco mnemónico: [ Por favor] Poda el MATorral. Pero no te obsesiones demasiado con los nombres, lo más importante es entender qué está sucediendo en cada etapa y por qué es importante para la división de los cromosomas.

Comencemos examinando una célula justo antes de que comience la mitosis. Esta célula está en la interfase (fase G tardía) y ya ha copiado su ADN, así que los cromosomas en el núcleo constan de dos copias conectadas, llamadas cromátidas hermanas. No puedes ver los cromosomas muy claramente en este punto porque todavía están en su forma larga, fibrosa y descondensada.

Esta célula animal también ha hecho una copia de su centrosoma, un organelo que desempeñará un papel clave en la orquestación de la mitosis, así que hay dos centrosomas. (Las células vegetales generalmente no tienen centrosomas con centriolos, sino que tienen un tipo diferente de centro de organización de microtúbulos que desempeña un papel similar).

En la profase tardía (a veces también llamada prometafase), el huso mitótico comienza a capturar y a organizar los cromosomas.

Los cromosomas se condensan aún más, por lo que están muy compactos.

La envoltura nuclear se descompone y los cromosomas se liberan.

El huso mitótico crece más y algunos de los microtúbulos empiezan a "capturar" cromosomas.

Los microtúbulos puede unirse a los cromosomas en el cinetocoro, una sección de proteína en el centrómero de cada cromátida hermana. (Los centrómeros son las regiones de ADN donde las cromátidas hermanas están conectadas más fuertemente).

Los microtúbulos que unen a un cromosoma se llaman microtúbulos del cinetocoro. Los microtúbulos que no se unen a cinetocoros pueden agarrarse de los microtúbulos del polo opuesto, lo que estabiliza el huso. Microtúbulos adiconales irradian de cada centrosoma hacia el borde de la célula, formando una estructura llamada áster.

La citocinesis, la división del citoplasma para formar dos nuevas células, se superpone con las etapas finales de la mitosis. Puede comenzar en la anafase o telofase, según la célula, y finaliza poco después de la telofase.

En las células animales, la citocinesis es contráctil, pellizca la célula en dos como un monedero con un cordón ajustable. El "cordón" es una banda de filamentos hechos de una proteína llamada actina y el pliegue del cordón se conoce como surco de división. Las células vegetales no pueden dividirse de esta forma porque tienen una pared celular y son demasiado rígidas. En vez de eso, se forma una estructura llamada placa celular en el centro de la célula que la divide en dos células hijas separadas por una nueva pared.

Cuando la citocinesis acaba, terminamos con dos nuevas células, cada una con un juego completo de cromosomas idénticos a los de la célula madre. Las células hijas pueden ahora comenzar sus propias "vidas" celulares y -según lo que decidan ser cuando crezcan- pueden experimentar mitosis ellas mismas y repetir el ciclo.

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Fases de la mitosis (artículo) | Khan Academy

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Más información sobre los temas discutidos en esta página puede ser encontrada en mayoría de los textos introductorios de biología; nosotros recomendamos Campbell Biology, 11ma edición. 1

Secciones incluidas en esta página:

Las Fases del Ciclo Celular

G1 y G2 son denominadas como "huecos", por la palabra en inglés "gaps". Esto se refiere al hecho de que nada demasiado obvio ocurre en el núcleo de la célula en estas etápas. Sin embargo, las células están muy activas realmente, ya que están creciendo y se están preparando para la división.

S se refiere a la síntesis. Esta es la fase en la que el ADN es copiado o replicado.

M se refiere a la mitosis. En esta fase del ciclo celular la célula realmente se divide y forma dos células hijas.

Para ayudarte a visualizar el proceso, la misma ilustración animada del proceso se muestra debajo y al final de este capítulo.

Muchas medicinas para el cáncer actúan al bloquear una o más fases del ciclo celular. Para poder entender mejor los errores encontrados en las células cancerígenas y los mecanismos de acción en las medicinas contra el cáncer que bloquean la división celular, examinaremos a más detalle todo el ciclo celular.

El Ciclo Celular: Replicación del ADN

La replicación del ADN ocurre en la síntesis o en la fase S del ciclo celular. Cada cromosoma es copiado con alta fidelidad en un proceso que involucra un gran número de enzimas. En este proceso la dobre cadena de ADN se deshace y cada cadena individual se usa como molde para la producción de la complementaria. El resultado es la producción de dos copias idénticas del material genético. Este proceso se muestra en la siguiente animación.

Los cromosomas replicados contienen dos cadena de ADN idénticas que se mantienen unidas hasta que se separan en los últimos momentos de la mitosis (anafase). Dado que esta es la forma de los cromosomas que es más fácil aislar y visualizar, es la estructura con la cual la mayor parte de la gente está familiarizada. El proceso se ilustra en el equema de abajo.

Recuerde que la mólecula en forma de X realmente está compuesta por dos copias de un cromosoma.

Pueden ocurrir errores durante la replicación que resulten en cambios dentro de la secuencia de nucleótidos en los cromosomas. Si estos cambios ocurren en genes, pueden alterar las funciones de la célula. Las células humanas han desarrollado varios mecanismos para corregir errores de este tipo, pero no son perfectos. Los errores en la replicación pueden llevar a generar células con genes mutados. La acumulación de mutaciones puede llevar al desarrollo del cáncer. Hay varios tipos de cáncer que están específicamente asociados con el mal funcionamiento de los procesos de reparación que normalmente operan durante la replicación del ADN. Los procesos por los cuales se generan mutaciones son abordados en la sección "Causas de las Mutaciones".

Todas las células en división deben de pasar por este proceso de replicación del ADN. Debido a que las células cancerosas de dividen con rapidez, esta fase del ciclo celular es el blanco de muchos agentes para la quimioterapia que son descritos en la sección "Tratamientos contra el Cáncer". Ejemplos de esto incluyen doxorubicina, ciclofosamida, carboplatino, cisplatino, topotecán y etopósido.

Vista Cercana de Cromosomas y Genes

La mayor parte del ADN en las células se encuentra en el núcleo de la célula en la forma de cromasomas. Los humanos tiene 46 cromasomas en total, comprendidos en dos conjuntos de ventitrés. Cada padre contribuye 23 cromasomas a su descendiente a través de los gametos que contribuyen; óvulo o espermatozoide. Cada padre contribuye con uno de cada tipo de cromosoma, i.e. un cromasoma #1, un #2, un #3, etc. Esto significa que cada persona tiene ventitrés pares de cromasomas. Cada cromasoma está compuesto de una sola pieza de ADN conteniendo milliones de nucleótidos unidos a varias proteínas diferentes. Los genes se encuentran esparcidos a lo largo de los cromosomas junto con grandes cantidades de ADN que no tiene función conocida.

Cualquier gen particular siempre es encontrado en la misma posición en el mismo cromasoma. Por ejemplo, si un gen que controla el color del ojo es encontrado en el cromasoma 1 en un individuo, el mismo gen estaría en la misma posición en cada otra persona examinada. Dado que tenemos dos copías de cada cromasoma, esto significa que tenemos dos copía de cada gen. Esta relación es ilustrada abajo. El cromasoma marcado con el símbolo del hombre (la flecha) representa el cromasoma contribuído por el padre y el cromasoma marcado con el símbolo de mujer (la cruz) representa el cromasoma contribuído por la madre. Una cosa muy importante que hay que saber es que la versión del gen presente en los dos cromasomas no tiene que ser igual. Continuando con el ejemplo anterior, el gen del padre para el color del ojo puede causar la producción de ojos azules mientras la versión del gene de la madre puede causar la producción de ojos marrones. El color de ojo visto en el niño es resultado de la actividad de los dos copias del gen.

En el diagrama de abajo, las bandas de colores representan los genes. Para algunos genes, las versiónes heredadas de los dos padres son iguales y para algunos son ligeramente diferentes. Las diferentes versiones, o alelos, están indicadas por bandas coloradas ligeramente diferentes. El par de cromasomas abajo representa dos versiones del MISMO cromasoma (i.e. 2 formas de cromasoma 1, 2, o 3, etc.) que serían contribuídos por los padres.

Mitosis

La parte del ciclo celular que llama más la atención es la fase M o la mitosis. La mitosis es el proceso por el cual una sola célula se divide en dos células hijas. En las células normales, la división produce dos células con el mismo contenido genético que la célula madre. Como veremos después, las células cancerosas no siempre siguen esta regla. La mitosis es dividida adicionalmente en subfases basadas en cambios visibles en las células, especialmente dentro del núcleo.

La primera etapa es la profase. En la profase, la envoltura nuclear se disuelve y las cromosomas se condensan en preparación para la división celular. Así como enrollar hilo en un carrete, la condensación de los cromosomas los hace más compactos y también facilita su distribución en las células hijas. También durante la profase, fibras proteicas (fibras del huso acromático / huso mitótico) se forman y se extienden de una punta de la célula a la otra. Estas fibras le proveen a la célula en división la estructura que ésta necesita para empujar y jalar los componentes celulares y formar dos células nuevas.

Las cadenas de proteínas que se extienden de un extremo al otro de la célula se llaman microtúbulos. Estas proteínas son montadas y desmontadas durante el proceso de la división celular. Éstas son el objetivo de varios agentes quimioterapeúticos. Taxol®, un químico derivado de un extracto del árbol del tejo, se une a los microtúbulos y no les permite desmontarse. Esto causa daños en el proceso de la mitosis y la célula se muere. Otra clase de fármacos quimioterapeúticos, representado por la vinblastina, tienen el efecto opuesto. Estos agentes no permiten la formación de las fibras del huso. El resultado es el mismo, pues la división celular es inhibida. Para saber más entra en los tratamientos del cáncer.

Vista Cercana a Cromasomas Humanos

La imagen abajo muestra los cromasomas de una célula humana. A la representación de todos los cromasomas de esta manera se conoce como un cariotipo. Los cariotipos son realizados a menudo en tejidos fetales durante el embarazo para detectar anormalías cromasómicas en el niño por nacer. Estos cromasomas han sido coloreados por la unión de los tintes fluoroscentes. Tenga en cuenta que hay dos copías de cada cromosoma. La amplia variedad de tamaños de los cromasomas también es evidente. Los cromasomas son numerados en el orden inverso de su tamaño. El cromasoma 1 es el cromasoma más grande y los cromasomas más pequeñoss son los numerados 21 y 22. El cariotipo mostrado abajo es de un hombre y contiene un X y un cromasoma Y (más pequeño). El ADN, aún en los cromosomas más pequeños, contiene millones de pares de bases.

En muchas células de cáncer el número de cromasomas es irregular ya sea que haya demasiados o muy pocos de ellos. A las células con demasiados o muy pocos cromasomas se les llama aneuploides. Más sobre mutación y cáncer.

La imagen arriba es cortesía de Applied Imaging, Santa Clara, CA.

Las Fases de Mitosis

La célula mostrada debajo se encuentra en el principio de la profase, y los cromosomas condensados, con forma de X se encuentran visibles.

Cada uno de estos cromosomas está de hecho formado por dos cadenas idénticas de ADN. El ADN es duplicado previamente en el ciclo celular en la fase S. En breve regresaremos a discutir la fase S.

En la siguiente fase de la mitosis (metafase), los cromosomas se alinean en medio de la célula (en la placa metafásica o ecuatorial) preparándose para ser divididos equitativamente en células hijas.

Mitosis: Anafase

Las mitades idénticas de los cromosomas son jalados a lados opuestos de la célula para producir dos nuevas células que son iguales a la célula madre. En las siguientes etapas, la anafase y la telofase, la célula finaliza la separación de los cromosomas y la división de la célula.

A continuación se muestran los cromosomas dentro de una célula epitelial de una rata canguro cuando la célula se está dividiendo. Estos cromosomas han sido jalados a los lados de la célula lo cual sucede al final de la anafase

La imagen anterior fue usada con el permiso del dueño del copyright, Molecular Probes.

Mitosis: Telofase

La membrana nuclear se reconstruye durante la telofase, completando el proceso de división celular. Una ilustración del proceso completo se muestra a continuación, resaltando la naturaleza cíclica del proceso. La interfase es el tiempo que transcurre entre divisiones celulares, cuando la célula simplemente está haciendo su trabajo en el cuerpo. La mayor parte del tiempo, las células se encuetran en la interfase.

Una ilustración animada del proceso se muestra a continuación:

Sección de Resumen: El Ciclo Celular

A través del tiempo, muchas de las células que tenemos en el cuerpo envejecen, mueren y deben de ser reemplazadas.

El proceso por el cual una célula se reproduce para crear dos copias idénticas se llama mitosis.

Las células formadas por la mitosis se llama células hijas

La división celular ocurre en una progresión ordenada en cuatro etápas, conocidas de forma colectiva como "ciclo celular".

Muchas de las características anormales de las células cancerígenas se deben a defectos en los genes que controlan la división celular.

El ciclo celular consta de cuatro etápas: G1,S,G2 y M.

G1 y G2 son las fases "vacias" (gadonde la célula crece y se prepara para dividirse.

S es la fase de síntesis en la cual los cromosomas se copian (replicación).

M es la fase miotica en la cual la célula se divide físicamente en dos células hijas.

La mayor parte de las células NO se están dividiendo todo el tiempo. Estás célula se encuentran en una fase de descanso (G).

La mitosis en células normales producen dos células con un código genético idéntico.

La mitosis tiene 4 sub-fases:

Profase: Los cromosomas se condensan, la membrana nuclear se rompe y se forman las fibras del huso mitótico

Metafase: Los cromosomas replicados se alinean a la mitad de la célula

Anafase: Los cromosomas se separan y la célula se elonga, con terminaciones distintivas (polos)

Telofase: Las membranas nucleares de vuelven a formar en los dos polos y la nueva membrana celular se forma para crear dos células independientes.

Los humanos tienen 46 cromosomas, 23 de cada padre.

Cada cromosma está compuesto por una sola pieza de ADN conteniendo millones de nucleótidos.

Un par de cromosomas homólogos tiene los mismos genes pero puede tener difrentes versiones de esos genes.

En varias células cancerígenas el número de cromosomas está alterado así que hay o menos cromosomas o cromosomas de más. A esto se les llama aneuploidía.

Pueden suceder errores durante la replicación del ADN lo que da el resultado de mutaciones y posiblemente el desarrollo del cáncer.

Las células tienen mecanismos para corregir errores si hay alguna falla en la replicación del ADN.

Muchos agentes de la quimioterapia se centran en la fase S del ciclo celular.

Introducción Ciclo Celular Mitosis (fase M) Síntesis de ADN (fase S)

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Más información sobre los temas discutidos en esta página puede ser encontrada en mayoría de los textos introductorios de biología; nosotros recomendamos Campbell Biology, 11ma edición. 1 Secciones incluidas en esta página: G1 y G2 son denominadas como "huecos", por la palabra en inglés "gaps".