Características generales e importancia
La mitosis es un proceso en el cual los cromosomas se espiralizan, se forma el huso mitótico y el material genético se duplica y distribuye uniformemente junto con el citoplasma.
Rol biológico de la mitosis:
- Conservación de un conjunto constante de cromosomas a través de las generaciones celulares.
- Garantía de la transmisión precisa de la información hereditaria.
- Aumento del número de células, lo que constituye la base del crecimiento y desarrollo del organismo.
- Mantenimiento de los procesos de regeneración tisular.
- Base para la reproducción asexual de los organismos.
Fases de la mitosis
El proceso de mitosis es precedido por la interfase, un período preparatorio durante el cual el núcleo formado es claramente visible. La mitosis en sí se divide en cuatro etapas sucesivas:
- Profase ($2n4C$)
Es la fase más larga. Se produce la condensación (espiralización) de la cromatina y los cromosomas se hacen visibles. La membrana nuclear y los nucléolos se desintegran. Comienza a formarse el aparato mitótico: los centriolos se desplazan hacia los polos de la célula y entre ellos se extienden los microtúbulos del huso acromático.
- Metafase ($2n4C$)
Concluye la unión de los cromosomas a las fibras del huso mitótico mediante los cinetocoros (centrómeros). Los cromosomas bicromatídicos se alinean estrictamente en el ecuador celular, formando la placa metafásica.
- Anafase ($4n4C$)
Las fibras del huso mitótico se acortan. Los centrómeros se dividen y las cromátidas hermanas se separan entre sí, convirtiéndose en cromosomas monocromatídicos independientes. Estos migran hacia los polos opuestos. En este momento, la célula contiene temporalmente dos juegos diploides.
- Telofase ($4n4C \rightarrow 2n2C$ en cada una)
Los cromosomas alcanzan los polos. El aparato mitótico se desorganiza y los cromosomas se desespiralizan. Alrededor de ellos se forman nuevas membranas nucleares y se restablecen los nucléolos.
Citocinesis
La citocinesis es el proceso de división del citoplasma que comienza en la telofase, tras la desorganización del aparato mitótico. Como resultado, se forman células hijas plenamente funcionales.
El mecanismo de citocinesis depende del tipo celular:
- En animales: la división ocurre desde la periferia hacia el centro. La membrana plasmática se invagina (se produce una invaginación), formando un surco de segmentación o estrangulamiento.
- En plantas: la división ocurre desde el centro hacia la periferia. En el plano ecuatorial se forma un fragmoplasto o placa celular.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿En qué períodos se divide la interfase del ciclo celular?
La interfase del ciclo celular se divide en tres períodos sucesivos.
- Período $G_1$ (presintético) — la célula contiene una cantidad normal de ADN; el cromosoma consta de una sola cromátida (conjunto $2n2C$).
- Período $S$ (sintético) — se produce la replicación del ADN y la formación de la cromátida hermana (conjunto al final del período $2n4C$).
- Período $G_2$ (postsintético o premitótico) — la célula se prepara activamente para la división (conjunto $2n4C$).
¿De qué proteínas están compuestos los microtúbulos del huso mitótico?
Los microtúbulos del huso mitótico están compuestos por la proteína tubulina. Las paredes de los microtúbulos están formadas por subunidades globulares de esta proteína (heterodímeros) dispuestas en espiral. Durante el período $G_2$ se produce una síntesis activa de proteínas tubulinas para la posterior formación del aparato mitótico.
¿Qué es el cinetocoro y cuáles son sus funciones?
El cinetocoro es un complejo proteico especializado ubicado en la región del centrómero del cromosoma. Sus funciones principales son:
- Conectar entre sí a las cromátidas hermanas.
- Servir como sitio de unión para los microtúbulos del huso mitótico.
En la metafase, los cinetocoros de los centrómeros se adhieren a las fibras del aparato mitótico, tras lo cual los cromosomas se alinean en el ecuador de la célula.
¿Mediante qué mecanismos (proteínas motoras) se produce la migración de los cromosomas en la anafase?
La migración de los cromosomas en la anafase es asegurada por el cambio en la longitud de los microtúbulos y la acción de proteínas motoras (proteínas traslocadoras). Las proteínas motoras incluyen dineínas y cinesinas, que consumen energía de ATP. Mecanismos de migración:
- Las proteínas motoras desplazan el cromosoma a lo largo de los microtúbulos.
- Los microtúbulos cinetocóricos se acortan, arrastrando los cromosomas hacia los polos.
- Los microtúbulos polares se alargan.
- Las proteínas motoras deslizan los microtúbulos de polaridad opuesta entre sí, reduciendo la zona de solapamiento.
¿En qué período del ciclo celular se produce la replicación del ADN?
La replicación del ADN ocurre en el período sintético ($S$) de la interfase del ciclo celular. La replicación del ADN se realiza de manera semiconservativa. Al inicio del período S, los cromosomas son monocromatídicos y el conjunto de material genético es $2n2c$; después de la replicación, los cromosomas se vuelven bicromatídicos y el conjunto es $2n4c$.
Para recordar la secuencia de las fases (Profase, Metafase, Anafase, Telofase), se suele utilizar la regla nemotécnica correspondiente.
Preguntas de clases y exámenes
¿En qué fase de la mitosis los cromosomas se alinean en el ecuador?
En la metafase. Se forma la denominada placa ecuatorial (o placa metafásica).
¿Qué conjunto cromosómico caracteriza a la anafase?
La anafase se caracteriza por un conjunto de $4n4C$, ya que las cromátidas se han separado hacia los polos y se consideran cromosomas independientes, aunque todavía se encuentran dentro de la misma célula.
¿En qué se diferencia la citocinesis de las células animales y vegetales?
En las células animales se produce la invaginación de la membrana desde la periferia hacia el centro, mientras que en las vegetales se forma una placa celular desde el centro hacia la periferia.
Qué más repasar sobre el tema
- Dinámica de los cambios en el conjunto cromosómico según las fases ($2n4C \rightarrow 4n4C \rightarrow 2n2C$)
- Estructura y funciones de los cinetocoros
- Mecanismo de formación y acortamiento de las fibras del huso mitótico
- Mecanismos moleculares de la invaginación de la membrana durante la citocinesis
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