Diferenciación celular

El ciclo celular es un conjunto ordenado de sucesos que conducen al crecimiento de la célula y la división en dos células hijas.

Interface: Es el periodo que antecede una división, es una etapa que varía de duración dependiendo del tipo de célula que se estudie. A su vez esta se subdivide en 4 etapas:

  Gap1o G1: es la primera etapa del ciclo celular, donde la célula comienza a crecer y a desarrollarse, por tanto el gasto energético metabólico es altísimo. Es característica de Esta etapa su especialización, la célula sufre transformaciones que le permiten cumplir una función determinada. La diferenciación celular se debe a la activación de ciertos Genes.

 Gap 0 o G0: cuando una célula en G1 ha alcanzado una especialización tal que ha perdido su forma original también pierde su capacidad de reproducirse, por tanto no puede Permanecer dentro del ciclo celular que contempla división. Es por esto que se mantiene Fuera del ciclo en una etapa llamada G0. Las células que aquí se encuentran son altamente Diferenciadas como las neuronas, los glóbulos rojos y los gametos.

 Síntesis o S: esta etapa continúa a G1 si la célula no ha alcanzado gran especialización. Esto lo hace porque comienza a modificarse para la división.

En S la célula duplica su material genético, no en relación a la cantidad de cromosomas, sino que en relación a la cantidad de cadenas de ADN, por esta razón también aquí hay síntesis de histonas. En esta etapa el cromosoma simple se transforma en un cromosoma duplicado.    

 G2: la célula una vez duplicado su material genético prepara toda la maquinaria para la división, duplicando sus centriolos y sintetizando proteínas que van a formar parte de una estructura llamada huso mitótico.

Mitosis: La mitosis es un proceso de división nuclear acompañado de división citoplasmática (cito diéresis) que tiene como objetivo obtener dos células idénticas a la original en relación a la información genética. A estas células se les conoce como las células hijas y son clones de la original llamada célula madre.

Profase: en esta etapa la célula comienza a sufrir todos los cambios necesarios para poder dividirlos componentes del núcleo celular. El cito esqueleto se desarticula y la célula toma una forma esférica.  Se desorganiza la carioteca. Los organelos membranosos se vuelven vesículas durante el proceso. La cromatina laxa comienza a compactarse para luego dar origen a los cromosomas. Los centriolos se dirigen hacia polos opuestos y a partir de ellos comienzan a generarse las fibras de micro túbulos, esto genera una estructura estrellada conocida como áster que dará rigen al huso mitótico.

2. METAFASE: esta etapa es de gran importancia para el proceso pues aquí se producen la organización del material genético de modo que se reparta equitativamente hacia los dos nuevos núcleos que se van a producir. Los cromosomas alcanzan su mayor condensación, es la etapa donde mejor se pueden distinguir.

 El huso mitótico está completamente formado y se acopla a los cinetocoros de los centró meros en los cromosomas.  Los cromosomas se alinean a lo largo en la línea ecuatorial de la célula.

LA IMPORTANCIA DE ESTA ETAPA ES QUE AL ESTA CONDENSADO Y VISIBLE EL MATERIAL

GENÉTICO SE ASEGURA UNA REPARTICIÓN EQUITATIVA DE ESTE A NUEVA CÉLULA QUE SE ORIGINARÁ.

  

3. ANAFASE: esta etapa tiene como finalidad repartir el material genético a lo que serán los nuevos núcleos y posteriores nuevas células.  Los cromosomas alineados en el ecuador son traccionados por el huso mitótico que se retrae hacia los polos, por lo que las cromátidas hermanas se separan y quedan convertidas en cromosomas simples.

La célula producto de la migración de las cromátidas a los polos sufre una deformación quedando con forma más aplanada.

 4. TELOFASE: esta etapa los nuevos nucleos comienzan a formarse, para eso todo se vuelve a restituir. Se restituye la carioteca generando dos nuevos núcleos. Se reorganiza el citoesquelo. Los organelos se vuelven a organizar dentro de la célula.  Desaparece el huso mitótico.

 Los cromosomas se des compactan y se convierten en cromatina.

  Esta etapa pone fin a la mitosis, en ningún momento se han generado dos nuevas células, para esto la célula debe pasar por un proceso llamado Cito dieres o Citocinesis, que implica la división del citoplasma, acontecimiento que determina la formación de las células hijas. 

Todas las células corporales de un organismo contienen un número determinado de cromosomas, característico de la especie a la que pertenece.

En los organismos eucariontes más complejos los cromosomas siempre existen en pares, hay invariablemente dos de cada clase formando parejas, cada uno de ellos se llama homólogo. Así los 46 cromosomas humanos, constituyen 23 pares.

 Ciclo vital sexual: se observa alternancia de generaciones haploides y diploides

En las gametas la cantidad de cromosomas es exactamente la mitad, existiendo sólo uno de cada clase. Esto ocurre porque son células destinadas a unirse, así cuando un espermatozoide fecunda a un óvulo se reconstituye el número normal de cromosomas de la especie.

Como en las células somáticas tenemos dos cromosomas de cada clase decimos que son diploides, en cambio a las gametas las llamamos haploides. Habitualmente designamos el número haploide como “ n “ y al diploide como “ 2 n “.

Por ejemplo para la especie humana, n = 23 y 2n = 46.

La constancia del número de cromosomas en las sucesivas generaciones queda asignada por el proceso de MEIOSIS, un tipo particular de división nuclear propia de los eucariontes, que consiste en dos divisiones consecutivas, que comienzan en células diploides en las cuales el número de cromosomas se reduce a la mitad.

La reducción del número de cromosomas en la meiosis no se produce al azar, sino que se separan los miembros de pares de cromosomas para pasar a células hijas diferentes.

La meiosis tiene lugar en algún momento del ciclo vital de todos los organismos de reproducción sexual, porque los gametos deben ser haploides para compensar el número doble de cromosomas producto de la fecundación. En animales y algunas algas se produce durante la formación de gametas. En muchos hongos, algas verdes y esporozoarios se lleva a cabo inmediatamente después de la fecundación. En la mayoría de las plantas se realiza después de la fecundación, pero antes de la formación de las gametas, durante la formación de esporas.

De todos modos, a pesar de las variaciones particulares, el proceso es muy parecido en las diferentes especies.

DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA MEIOSIS

MEIOSIS I - División reduccional

Para su mejor estudio describimos varios períodos: Profase I, Metafase I, Anafase I y Telofase

PROFASE I: Es el período más prolongado de la meiosis. 

 Relación entre las diferentes etapas de la profase I: Sinapsis y Desinapsis de los cromosomas homólogos

METAFASE I

Los homólogos unidos como en diacinesis se asocian por sus centrómeros a las fibras del huso, ubicándose en el plano ecuatorial de la célula.

ANAFASE I

Se separan los homólogos cada uno hacia polos distintos de la célula. Hacia finales de esta etapa puede observarse el comienzo de la citocinesis ( división del citoplasma ). Cabe aclarar que la migración de los cromosomas hacia polos opuestos de la célula es al azar.

TELOFASE I

Los cromosomas ubicados en los polos de la célula se reagrupan. Cada polo recibe la mitad del número de cromosomas de la célula origina. Se completa la citocinesis. Luego de este período puede existir un intervalo llamado intercinesis.

MEIOSIS II - División ecuacional

Esta segunda división es muy parecida a la Mitosis, excepto que no va precedida por una duplicación del ADN.

Al comienzo de esta división los cromosomas pueden haberse dispersado un poco, pero vuelven a condensarse.

También aquí describimos varios períodos.

PROFASE II

Se organiza nuevamente el huso acromático. Los cromosomas se unen a las fibras del mismo por sus centrómeros.

METAFASE II

Los cromosomas ( cada uno formado por dos cromátidas ) se ubican en el plano ecuatorial.

ANAFASE II

Al igual que en la anafase mitótica las cromátidas hermanas de cada cromosoma se separan, migrando hacia polos distintos de la célula.

TELOFASE II

Se desorganiza el huso acromático, se forman las envolturas nucleares. Ahora hay cuatro núcleos hijos, cada uno de los cuales tiene la mitad del número de cromosomas de la célula progenitora.

La CITOCINESIS  ocurre del mismo modo que tras la mitosis.

CONSECUENCIAS DE LA MEIOSIS

La meiosis desde el punto de vista genético se considera un mecanismo destinado a distribuir al azar los genes maternos y paternos en las gametas. Esta distribución al azar es la consecuencia de dos procesos que tienen exclusivamente durante la meiosis. Ellos son:

·         La recombinación genética o crossing over.

·         La segregación al azar de los cromosomas homólogos.