NÚCLEO Y DIVISIÓN CELULAR

Como todo ser vivo, la célula tiene un ciclo vital. Dicho ciclo se denomina ciclo celular y abarca el periodo entre dos divisiones sucesivas. Podemos dividirlo en dos etapas, la interfase y la fase M (o división). El ciclo celular tiene distintas fases, que se llaman G1,S,G2 y M. La fase G1 es aquella en que la célula se prepara para dividirse, es la etapa inmediatamente posterior a la mitosis, es una etapa de crecimiento celular y de una intensa síntesis de ARN y proteica, necesaria para el crecimiento.

Para hacerlo, entra en la fase S, que es cuando la célula sintetiza una copia de todo su ADN y la duplicación de cromosomas, que quedan formados por dos cromátidas, hasta el final de la fase M la célula tendrá el doble de cantidad de ADN de una célula en fase G1, aquí también se duplican los centriolos. Una vez se dispone del ADN duplicado y hay una dotación extra completa del material genética, la célula entra en la fase G2. En esta fase la célula termina su crecimiento y se sintetiza ARN y proteínas. Al final de esta fase comienza la condensación de la cromatina, una vez se haya condensado, organizado el material genético y se haya preparado para la división celular entramos en una nueva fase, la fase M.

La fase M es la fase de división celular, aquí tiene lugar la mitosis. Es decir, la célula reparte las dos copias de su material genético entre sus dos células hijas. Después de haber completado la fase M, se obtiene dos células (procedentes de una sola) y el ciclo celular empieza de nuevo para cada una de ellas.

El núcleo ya es visible durante la interfase, la posición de este puede ser central o periférica, la forma también puede variar, el tamaño depende en general de la actividad celular. Posee una envoltura porosa, un nucleoplasma con cromatina y nucleolos. El cromosoma interfásica en forma de cromatina, aunque algo condensado en la fibra de 30nm, sigue estando muy enmarañado y repartirlo a las células hijas en la división no es posible. Durante la fase S, los cromosomas duplican su ADN y cada uno tiene 2 cadenas idénticas llamadas cromátidas. Cuando entra en la fase M las fibras de cromatina de las cromátidas comienzan a condersarse en bucles radiales y espirales de rosetones, este empaquetamiento se consigue con la ayuda de un armazón proteico. El conjunto formará el cromosoma mitótico, que alcanza su empaquetamiento máximo en la metafase.

El cromosoma metafásico consta de los siguientes elementos:

• Cromátida: cada parte simétrica y genéticamente idéntica.
• Constricción primaria o centrómero: estrechamiento que sirve de zona de unión de las dos cromátidas hermanas.
• Cinetocoros: complejos proteicos situados a ambos lados del centrómero. Son las zonas donde se unirán los microtúbulos cinetocóricos, que permitirán la separación de las cromátidas en la anafase.
• Constricciones secundarias: estrechamientos asociados a los nucleolos y llamados regiones de organización nucleolar (RON). Cuando están cerca del extremo del delimitan un corto segmento del cromosoma llamado satélite.
• Telómero: fragmentos terminales de ADN que protegen los extremos del cromosoma e impiden que se adhieran a otros cromosomas.
• Bandas: zonas de colores diferentes que aparecen a lo largo del cromosoma cuando son teñidos.

El centrómero divide a los cromosomas en dos porciones llamadas brazos. La longitud relativa de los brazos permite clasificar a los cromosomas en: metacéntricos (centrómero central y brazos iguales), submetacéntricos (brazos ligeramente desiguales), acrocéntricos (brazos muy desiguales), telocéntricos (centrómero en un extremo, solo hay un brazo). Por otra parte, existen dos tipos especiales de cromosomas enormes llamados cromosomas gigantes: cromosomas politécnicos y cromosomas plumosos.

Cada especia de organismo tiene un mismo número de cromosomas en todas sus células. Sin embargo, en organismos de reproducción sexual, hay células con la mitad de cromosomas: los gametos. Según el número de juegos de cromosomas que posean, las células y los organismos se clasifican en: Diploides (2n), haploides (n), poliploides (triploides, 3n) , 4 (tetraploides, 4n).

La división celular ordinaria consta de dos fases secuenciales: la mitosis y la citocinesis. La mitosis es el proceso por el cual, a partir de una célula madre, se originan dos células hijas con el mismo número de cromosomas y con idéntica información genética que la célula inicial. Se divide en cinco fases;

1. Interfase. El ADN aparece en forma de cromatina, constituida por largas moléculas filamentosas de ADN. Al final de la interfase, el ADN se duplica, obteniéndose dos moléculas iguales. El centrosoma también se duplica.

2. Profase. Comprende tres fases:

• Formación de cromosomas o diferenciación de ellos.
• Duplicación de cromosomas por división longitudinal, o que las dos cadenas del resultado de la mencionada duplicación se separan.
• Formación del huso acromático. Los dos centrosomas migran cada uno a cada polo de la célula, y quedan unidos por fibras.

3. Metafase o fase destructora. Comprende dos fases:

• Desaparición de la membrana nuclear.
• Formación de la estrella madre o placa ecuatorial. Los cromosomas hermanos se colocan en la zona central de la célula y se fijan por el centrómero a las fibras del huso acromático.

4.Anafase o fase constructora. Comprende dos fases:

• Las fibras del huso acromático se contraen, separando así los cromosomas, y migrando éstos a los polos de la célula, separándose así de los cromosomas hermanos.
• Los filamentos desaparecen, y los cromosomas permanecen junto a su respectivo centrosoma.

5. Telofase o fase final. Comprende dos fases:

• Aparecen dos núcleos, y cuya membrana envuelve a los cromosomas que desaparecen o se desenrollan, dando lugar a masas de cromatina.
• Una vez dividido el núcleo, para completar la división celular debe dividirse el citoplasma y repartir orgánulos. Este proceso se denomina citocinesis y es diferente en células animales y vegetales. La citocinesis suele comenzar en la anafase y acabar entre la telofase y la interfase siguiente.

 La citocinesis en la célula animal, se produce por la aparición de un anillo contráctil en mitad de la célula. El anillo está formado de microfilamentos de actina y miosina, se estrecha y va constriñendo el ecuador celular. Se forma un surco de segmentación que produce el estrangulamiento celular hasta que queda dividida en dos células hijas. En la célula vegetal, la presencia de una pared rígida impide el estrangulamiento, es por esto que se forma un tabique llamado fragmoplasto, deriva de la fusión de los microtúbulos del huso y de vesículas producidas en el aparato de Golgi. Estas vesículas vierten en los componentes de la nueva pared, formando un tabique que separará las células hijas. Están comunicadas a través de los plasmodesmos.

La meiosis es un mecanismo de división celular especial por el que se forman gametos, es decir, células con la mitad de cromosomas que la célula madre. La meiosis es exclusiva de los organismos con reproducción sexual.Como sólo se duplica el ADN en la primera interfase, el resultado son 4 células con la mitad de cromosomas y, además, diferentes entre sí. Consta de dos divisiones nucleares sucesivas.

1.Primera división meiótica. una célula inicial o germinal diploide (2 n) se divide en dos células hijas haploides (n).

2.Segunda división meiótica. Las dos células haploides (n) procedentes de la primera fase se dividen originando cada una de ellas dos células hijas haploides (n).

Las fases de la meiosis son:

- PRIMERA DIVISIÓN MEIÓTICA:

1. Interfase o fase de reposo. En una célula en la que hay una masa de ADN procendente del padre y otra procedente de la madre se va a iniciar una meiosis.
2. Final de la interfase. Duplicación del ADN.
3. Profase I A. Formación de los cromosomas.
4. Profase I B. Entrecruzamiento. Los cromosomas homólogos intercambian sectores. El núcleo se rompe.
5. Metafase I. Aparece el huso acromático. Los cromosomas se fijan por el centrómero a las fibras del huso.
6. Anafase I. Las fibras del huso se contraen separando los cromosomas y arrastrándolos hacia los polos celulares.
7. Telofase I. Se forman los núcleos y se originan dos células hijas. Los cromosomas liberan la cromatina.

- SEGUNDA DIVISIÓN MEIÓTICA

1. Profase II. Se forman los cromosomas y se rompe el núcleo.
2. Metafase II. Los cromosomas se colocan en el centro celular y se fijan al huso acromático.
3. Anafase II. Los cromosomas se separan y son llevados a los polos de la célula.
4. Telofase II. Se forman los núcleos. Los cromosomas se convierten en cromatina y se forman las células hijas, cada una con una información genética distinta.

En los individuos machos, la gametogénesis recibe el nombre de espermatogénesis y tiene lugar en los órganos reproductores masculinos. En los individuos hembras, la gametogénesis recibe el nombre de ovogénesis y se realiza en los órganos reproductores femeninos.

Fuentes: Biogeo, Duiops.