Reproducción Celular

La célula contiene en sus cromosomas toda la información genética necesaria para el funcionamiento y la reproducción del organismo entero del que ella forma parte. La célula eucariote posee muchos cromosomas que se encuentran en su núcleo, la célula procariote no posee más que un cromosoma en forma de filamento, que no está separado del citoplasma.

En la reproducción de las procariotas, el cromosoma único se duplica antes de la división celular (ver GRÁFICO), y cada uno de los cromosomas hijos se une a un punto distinto sobre la cara interna de la membrana celular, cuando ésta se alarga los cromosomas se separan. Para ello las dos ramas de la doble hélice de ADN se separan (abertura de un cierre relámpago) y cada una de las dos será copiada por una enzima, el ADN polimerasa, que construirá cada nueva rama yuxtaponiendo cada nucleótido complementario frente a aquellos que se encuentran en cada rama utilizada como modelo: A delante de T, T delante de A, C delante de G, y G delante de C. Al final del proceso, la célula poseerá dos dobles hélices de ADN idénticas que irán cada una de las células hijas luego de la división.

La replicación no puede tener lugar si no está presente una secuencia de ADN particular, llamada origen de la replicación. Este origen de replicación es específico de la especie: las enzimas de una bacteria no encontrarán nunca un origen de replicación de levadura o de hombre. Cuando la célula alcanza aproximadamente el doble de su tamaño originario, y los cromosomas están separados, ésta se invagina y se forma una nueva pared celular, que separa las dos nuevas células y a sus duplicados cromosómicos: se trata de la división por escisión, o corte en dos células hijas de tallas idénticas y conteniendo los mismos elementos estructurales y el mismo equipamiento cromosómico.

En los eucariotes, (donde el equipamiento cromosómico es complejo), el proceso o ciclo celular que asegura esta repartición equitativa de los cromosomas, mantiene una secuencia circular que incluye la mitosis, seguida por la citocinesis y, entre ésta y aquella, un período llamado interfase. Durante la interfase, la célula, se suceden los siguientes pasos:

• (Que comienza recién ocurrida la citocinesis del ciclo anterior) intensifica su actividad bioquímica y sintetiza ex-novo muchas de sus estructuras citoplasmática; se replican las mitocondrias o cloroplastos, en su caso, que lo hacen a partir de su propio ADN;
• Luego, sintetiza histonas y otras proteínas asociadas al ADN, proceso clave de la replicación;
• Antes de la mitosis, los cordones filamentosos, resultantes de la duplicación de los cromosomas ocurrida en la etapa anterior, se enroscan y compactan y se completa la duplicación de los centríolos.

Sobreviene el momento de la mitosis, proceso que tiene la función de dirigir a los cromosomas de modo tal que cada nueva célula obtenga un complemento completo, es decir, que cada una tenga la misma cantidad de cromosomas que la célula madre (dotación diploide). La mitosis se desarrolla en todas las células de la estirpe directa y en las que siguen la línea original durante su crecimiento. Se lleva a cabo en cuatro fases principales que culmina el ciclo con la citocinesis que es la división del citoplasma. La citocinesis comienza durante la telofase de la mitosis y divide la célula en dos partes iguales, coincidiendo con la línea media del huso (ver GRÁFICO). Difiere sensiblemente en los casos de células vegetales y animales: en estas últimas la citocinesis resulta de las constricciones de la membrana celular entre los dos núcleos; en aquellas el citoplasma se divide por la confluencia de vesículas para formar la placa celular, dentro de la cual después se formará la pared celular.

Mitosis

Interfase. La célula está ocupada en la actividad metabólica preparándose para la mitosis (las próximas cuatro fases que conducen e incluyen la división nuclear). Los cromosomas no se disciernen claramente en el núcleo, aunque una mancha oscura llamada nucleolo, puede ser visible. La célula puede contener un par de centríolos (o centros de organización de microtúbulos en los vegetales) los cuales son sitios de organización para los microtúbulos.


Profase. La cromatina en el núcleo comienza a condensarse y se vuelve visible en el microscopio óptico como cromosomas. El nucleolo desaparece. Los centríolos comienzan a moverse a polos opuestos de la célula y fibras se extienden desde los centrómeros. Algunas fibras cruzan la célula para formar el huso mitótico.


Prometafase. La membrana nuclear se disuelve, marcando el comienzo de la prometafase. Las proteínas de adhieren a los centrómeros creando los cinetocoros. Los microtúbulos se adhieren a los cinetocoros y los cromosomas comienzan a moverse.


Metafase. Fibras del huso alinean los cromosomas a lo largo del medio del núcleo celular. Esta línea es referida como, el plato de la metafase. Esta organización ayuda a asegurar que en la próxima fase, cuando los cromosomas se separan, cada nuevo núcleo recibirá una copia de cada cromosoma.


Anafase. Los pares de cromosomas se separan en los cinetocoros y se mueven a lados opuestos de la célula. El movimiento es el resultado de una combinación de: el movimiento del cinetocoro a lo largo de los microtúbulos del huso y la interacción física de los microtúbulos polares.


Telofase. Los cromatidos llegan a los polos opuestos de la célula, y nuevas membranas se forman alrededor de los núcleos hijos. Los cromosomas se dispersan y ya no son visibles bajo el microscopio óptico. Las fibras del huso se dispersan, y la citocinesis o la partición de la célula puede comenzar también durante esta etapa.


Citocinesis. En células animales, la citocinesis ocurre cuando un anillo fibroso compuesto de una proteína llamada actina, alrededor del centro de la célula se contrae pellizcando la célula en dos células hijas, cada una con su núcleo. En células vegetales, la pared rígida requiere que una placa celular sea sintetizada entre las dos células.

Meiosis

La meiosis consta de dos divisiones sucesivas: en la primera etapa de la primera (Profase), se aparean los cromosomas homólogos, y se separan durante la Anafase. Los cromosomas homólogos son los miembros de cada par de cromosomas, en los que uno de ellos proviene del padre y lleva su versión de los genes y el otro miembro del par proviene y es portador de los genes de origen materno.