División Celular

La división celular es el proceso fundamental mediante el cual las células se reproducen, permitiendo el crecimiento, la reparación de tejidos y la reproducción en los seres vivos. Sin este mecanismo, la vida tal como la conocemos no podría existir. La comprensión de la división celular no solo nos ayuda a entender cómo crecemos y sanamos, sino también cómo se desarrollan ciertas enfermedades, como el cáncer.

La Reproducción Celular

Las células se reproducen a través de un proceso de división, en el que una célula madre se divide para formar dos células hijas. Este proceso es crucial para el desarrollo de organismos multicelulares, como los humanos, y para la reproducción de organismos unicelulares. Existen dos tipos principales de división celular: la mitosis y la meiosis. Ambos procesos son fundamentales, pero tienen finalidades y resultados diferentes.

Los Cromosomas y el Cariotipo

Dentro de cada célula, el material genético está organizado en estructuras llamadas cromosomas. Los cromosomas son largas cadenas de ADN que contienen miles de genes, que son las instrucciones para el funcionamiento de la célula y, en última instancia, del organismo entero.

En los seres humanos, cada célula somática (todas las células del cuerpo excepto los espermatozoides y los óvulos) contiene 46 cromosomas, organizados en 23 pares. De estos 23 pares, 22 son autosomas, que son los mismos en hombres y mujeres, y 1 par es el cromosoma sexual, que determina el sexo de la persona.

El conjunto completo de cromosomas en una célula se denomina cariotipo. Analizando el cariotipo, los científicos pueden determinar si un individuo es hombre o mujer:

Hombre: Tiene un par de cromosomas sexuales compuesto por un cromosoma X y un cromosoma Y (XY)

Mujer: Tiene dos cromosomas X (XX)

Además, el cariotipo también permite identificar anomalías cromosómicas que podrían causar enfermedades genéticas. Por ejemplo, en el síndrome de Down, hay una copia extra del cromosoma 21. Otro ejemplo es el síndrome de Turner, donde falta un cromosoma X en las mujeres.

Cromosomas Homólogos y Genes

Cada par de cromosomas en una célula somática consiste en dos cromosomas homólogos. Los cromosomas homólogos son similares en tamaño, forma y contenido genético, pero uno proviene de la madre y el otro del padre. Los genes, que son segmentos de ADN que codifican para proteínas específicas, están localizados en los cromosomas. Cada gen tiene dos versiones, llamadas alelos, una en cada cromosoma homólogo. La combinación de alelos determina las características hereditarias de un individuo, como el color de ojos o el tipo de sangre.

El Ciclo Celular

La división celular es solo una parte del ciclo celular, que es el ciclo de vida de una célula desde que se forma hasta que se divide. El ciclo celular se compone de varias fases que garantizan que la célula crezca, replique su ADN y finalmente se divida en dos células hijas. Las fases principales del ciclo celular son:

Fase G1 (Gap 1): La célula crece y realiza funciones metabólicas normales. En esta fase, la célula aumenta de tamaño y produce las proteínas necesarias para la próxima fase.

Fase S (Síntesis): La célula replica su ADN, de modo que cada célula hija tenga una copia completa de la información genética.

Fase G2 (Gap 2): La célula continúa creciendo y produce las proteínas y orgánulos necesarios para la división. Esta fase prepara a la célula para entrar en mitosis.

Fase M (Mitosis): La célula se divide para formar dos células hijas genéticamente idénticas. La mitosis incluye varias etapas que veremos más adelante.

Entre las divisiones celulares, algunas células pueden entrar en una fase llamada G0, donde dejan de dividirse temporalmente o de forma permanente.

La Mitosis

La mitosis es el proceso de división celular que ocurre en las células somáticas, y su objetivo es producir dos células hijas que sean genéticamente idénticas a la célula madre. Es fundamental para el crecimiento, el desarrollo y la reparación de tejidos. La mitosis se divide en varias etapas:

Profase: Los cromosomas se condensan y se hacen visibles bajo el microscopio. El núcleo comienza a desintegrarse, y los centriolos se desplazan hacia los polos opuestos de la célula, comenzando a formar el huso mitótico

Metafase: Los cromosomas se alinean en el centro de la célula, en la llamada placa metafásica. Las fibras del huso mitótico se unen a los centrómeros de los cromosomas

Anafase: Los cromosomas hermanos, que son réplicas exactas, se separan y son arrastrados hacia los polos opuestos de la célula

Telofase: Los cromosomas llegan a los polos de la célula, y nuevas membranas nucleares se forman alrededor de ellos. La célula comienza a dividirse en dos

Citocinesis: Es el proceso final de la mitosis, donde el citoplasma de la célula se divide en dos, formando dos células hijas. En las células animales, esto ocurre mediante un proceso de estrangulamiento, mientras que en las células vegetales se forma una placa celular

La Meiosis

La meiosis es un tipo especial de división celular que ocurre en las células germinales, es decir, en los espermatozoides y los óvulos. A diferencia de la mitosis, la meiosis reduce el número de cromosomas a la mitad, lo que es esencial para la reproducción sexual. Así, cuando un espermatozoide y un óvulo se fusionan durante la fertilización, el cigoto resultante tiene el número completo de cromosomas.

La meiosis incluye dos divisiones celulares consecutivas: meiosis I y meiosis II, y cada una tiene etapas similares a las de la mitosis (profase, metafase, anafase, telofase). Sin embargo, hay diferencias clave:

En la meiosis I, los cromosomas homólogos se separan, reduciendo el número de cromosomas a la mitad

En la meiosis II, las cromátidas hermanas (que son copias exactas de un cromosoma) se separan, como en la mitosis, para formar cuatro células hijas con la mitad del número de cromosomas

Diferencias entre mitosis y meiosis

Número de divisiones: La mitosis involucra una división celular, mientras que la meiosis incluye dos divisiones consecutivas

Resultado: La mitosis produce dos células hijas idénticas con el mismo número de cromosomas que la célula madre. La meiosis produce cuatro células hijas, cada una con la mitad del número de cromosomas

Propósito: La mitosis se encarga del crecimiento y la reparación, mientras que la meiosis es esencial para la reproducción sexual

Variabilidad genética: La meiosis promueve la variabilidad genética a través de la recombinación y el cruce de cromosomas homólogos