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DIVISIÓN CELULAR

Según el tercer principio de la teoría celular, las células se originan a partir de otras células; este proceso se denomina división celular.

La división celular puede ocurrir por mitosis en las células somáticas (las que forman el cuerpo) y tienen dos juegos de cromosomas (2n) o por meiosis en las células germinativas que originan los gametos (óvulo y espermatozoide) con número haploide (n) de cromosomas.

La división mitótica permite que de una célula madre se originen dos nuevas células hijas, con las mismas características morfológicas y fisiológicas de la célula preexistente.

El objetivo de la división mitótica es conseguir la duplicación de la célula de modo que las dos células hijas reciban la dotación cromosómica idéntica a la de sus progenitores.

En los organismos unicelulares la división mitótica da origen a un nuevo organismo. En los organismos multicelulares las células somáticas diploides se reproducen para formar tejidos, órganos, para reemplazar las partes envejecidas, desgastadas, muertas y para permitir el crecimiento del organismo.

Las etapas a través de las cuales pasa una célula de una división celular a otra constituyen el ciclo de la célula. La duración y las características del ciclo celular son variables y dependen del tipo de célula y de las circunstancias en que se desarrolla.

El ciclo celular se divide en dos fases principales:

• La interfase período durante el cual los cromosomas se duplican y
• La mitosis fase en la cual los cromosomas duplicados se reparten en dos núcleos

Al final de la mitosis ocurre la citocinesis cuando la célula se divide originando dos células hijas.

Interfase

La mayor parte del tiempo del ciclo celular transcurre en la etapa de interfase durante la cual la célula duplica su tamaño y el contenido cromosómico, la interfase puede durar horas, días o semanas según el tipo de célula.

Interfase en célula de cebolla	Interfase en célula animal
Gráfica Ilustraciones comparativas de interfase Tomadas de http://biology.nebrwesleyan.edu/benham/mitosis/index.html All images are copyrighted 2001 by Dale M. Benham. However these images may be used for educational, non-profit endeavors without permission.

En la etapa de interfase la célula esta ocupada en la actividad metabólica preparándose para la mitosis.

Los cromosomas no se observan fácilmente en el núcleo, aunque una mancha oscura el nucleolo puede ser visible.

Durante la interfase se sintetiza el ARN mensajero y ribosomal; se replica el ADN; la célula animal puede contener un par de centríolos los cuales forman el huso acromático.

Mitosis

Aunque la mitosis es un proceso dinámico, secuencial y continuo por razones prácticas para facilitar el análisis y la experimentación se divide en cuatro fases o etapas: profase, metafase, anafase y telofase.

Durante la mitosis hay variación en el núcleo de la célula, los cromosomas duplicados se separan y se producen dos núcleos cada uno con una copia fiel de cada cromosoma

La mitosis a menudo se acompaña de citocinesis, proceso durante el cual la célula divide su citoplasma produciendo dos células hijas con iguales organelos.

La fase mitótica (mitosis y citocinesis) generalmente dura 30 minutos.

Profase

La célula parece más esférica y el citoplasma más viscoso. Al comienzo de la profase los cordones de cromatina se enrollan lentamente y se condensan, aparecen los cromosomas.

Profase en célula de cebolla	Profase en célula animal
Gráfica Ilustraciones comparativas de profase Tomadas de http://biology.nebrwesleyan.edu/benham/mitosis/index.html All images are copyrighted 2001 by Dale M. Benham. However these images may be used for educational, non-profit endeavors without permission.

En esta fase los cromosomas están agrupados por parejas llamándose a cada uno de los dos que conforman el par, cromosoma homólogo (tienen igual longitud, igual posición del centrómero e iguales genes), y cada cromosoma del par está a su vez constituido por dos cromátidas unidas por el centrómero.

En las células de la mayoría de los organismos, exceptuando las plantas superiores se ven dos pares de centríolos a un lado del núcleo, fuera de la envoltura nuclear.

Durante la profase los pares de centríolos empiezan a alejarse el uno del otro, y a medida que éstos se separan aparecen entre ambos pares de centríolos las fibras del huso acromático, consistentes en microtúbulos y otras proteínas.

Los nucléolos dejan de ser visibles. La envoltura nuclear se disgrega. Al terminar la profase, los cromosomas se han condensado por completo, los pares de centríolos están en extremos opuestos de la célula. El huso se ha formado por completo.

Metafase

En etapa de metafase cada cromosoma se une a dos fibras del huso, provenientes cada una de un polo, y se alinean en el plano ecuatorial, es decir, en el centro de la célula

Metafase en célula de cebolla	Metafase en célula animal
Gráfica Ilustraciones comparativas de metafase Tomadas de http://biology.nebrwesleyan.edu/benham/mitosis/index.html All images are copyrighted 2001 by Dale M. Benham. However these images may be used for educational, non-profit endeavors without permission.

Anafase

Anafase en célula de cebolla	Anafase en célula animal
Gráfica Ilustraciones comparativas de anafase Tomadas de http://biology.nebrwesleyan.edu/benham/mitosis/index.html All images are copyrighted 2001 by Dale M. Benham. However these images may be used for educational, non-profit endeavors without permission.

Mientras se ha ido formando el huso acromático, los cromosomas se han dividido en dos mitades o cromátidas, las dos cromátidas se separan, arrastradas por los filamentos tractores del huso acromático y se dirigen a los dos polos de la célula, convertidos ya en cromosomas hijos.

Telofase

Telofase en célula de cebolla	Telofase en célula animal
Gráfica Ilustraciones comparativas de telofase Tomadas de http://biology.nebrwesleyan.edu/benham/mitosis/index.html All images are copyrighted 2001 by Dale M. Benham. However these images may be used for educational, non-profit endeavors without permission.

Los cromosomas se sitúan en cada polo, las fibras del huso se dispersan por el citoplasma, se inicia la formación de las envolturas nucleares que rodearán a los dos núcleos hijos. Los cromosomas se tornan difusos, pues se empiezan a desenrollar. Aparece un nucleolo en cada polo, se inicia la citocinesis (división del citoplasma por la mitad), se forman dos células hijas.

Citocinesis

Etapa de la división celular que consiste en la división del citoplasma. El proceso visible de la citocinesis suele empezar en la telofase de la mitosis y por lo general divide la célula en dos partes más o menos iguales la citocinesis difiere en ciertos aspectos en células animales y vegetales.

En las células animales, durante la telofase, la membrana celular empieza a estrecharse en la zona donde estaba el ecuador del huso. Al principio se forma en la superficie una depresión, que poco a poco se va profundizando para convertirse en un surco hasta que la conexión entre las células hijas queda reducida a un hilo fino, que no tarda en romperse para así separar las dos células hijas.

En las células vegetales, este proceso es un tanto diferente, puesto que estas células presentan externamente a la membrana plasmática, una pared bastante rígida. En este caso, la citocinesis se produce por la formación de un tabique entre los dos nuevos núcleos, este tabique va creciendo desde el centro hacia la periferia de la célula, hasta que sus membranas hacen contacto con la membrana plasmática, con la que posteriormente se fusionan completándose la división celular.

Meiosis

La meiosis se realiza siempre en las células sexuales o gametos, a diferencia de la mitosis que se realiza en las células somáticas.

Las células sexuales o gametos a diferencia de las células somáticas que contienen doble juego de cromosomas, sólo contienen un juego de cromosomas (n) o número haploide.

La meiosis es la división celular por la cual se obtienen cuatro células hijas (gametos) con la mitad de los juegos cromosómicos que tenía la célula madre o germinativa, conservando toda la información genética de los progenitores.

El proceso de meiosis ocurre en dos fases meiosis l meiosis II, cada una de las cuales consta de las mismas etapas que la mitosis con algunas diferencias en la profase I.

En la célula germinativa existen dos juegos de cromosomas o material genético, uno de origen paterno y otro de origen materno.

En la Profase I, cada par de cromosomas se aparea con su homólogo, formando lo que se denomina una tétrada, es decir cuatro cromátidas y dos centrómeros.

Este apareamiento es una característica propia de la meiosis y tiene importancia porque ocurre el entrecruzamiento de cromátidas (no hermanas) de origen materno y paterno o recombinación genética que permite la variabilidad

La meiosis ocurre mediante dos mitosis consecutivas:

La primera división de la célula germinativa es reduccional y el resultado es la formación de dos células hijas cada una con un número "n" cromosomas.

La segunda división es una división mitótica normal al final se obtienen cuatro gametos haploides a partir de la célula madre diploide.

Interfase

Célula animal en Interfase en meiosis I
Gráfica Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña L

La célula sexual se prepara para la división hay replicación del ADN. En las células animales se pueden observar dos centrosomas cada uno conteniendo un par de centríolos. Desde los centrosomas se extienden los microtúbulos que son sitios de formación del huso acromático. En las células vegetales no hay centrosomas.

Profase I

Es la fase más larga y compleja de la meiosis. Durante la profase I se presenta compactación y acortamiento de los cromosomas, los cromosomas homólogos duplicados durante la interfase, se disponen uno al lado del otro.

Ocurre un proceso de apareamiento para formar parejas (diploides = 2n) o pares de cromosomas, un par materno y el otro par paterno. Ambos pares de cromosomas llevan el mismo tipo de genes y codifican un mismo tipo de información, aunque en uno de los alelos ésta puede ser de carácter dominante y en el otro puede ser recesiva. Ejemplo un alelo A dominante para la información color de los ojos en el par cromosómico paterno y un alelo a recesivo para la misma información en el par cromosómico materno. A través del microscopio se puede observar cada cromosoma formado por dos cromátidas y un centrómero.

Gráfica Esquema con representación de cromosomas con alelos para un carácter Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña L

Gráfica Esquema con representación de entrecruzamiento de cromosomas no hermanos Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña L

Las cromátidas no hermanas (una procedente del padre y otra de la madre) se enrollan una alrededor de la otra, formando una región denominada quiasma en donde se puede presentar entrecruzamiento de cromosomas homólogos.

Durante el entrecruzamiento un fragmento de una cromátida puede separarse e intercambiarse por otro fragmento de su correspondiente homólogo, con el consecuente intercambio de genes.
Esta recombinación genética entre los cromosomas, permite la variabilidad y de esta manera mejorar las características de la descendencia.

Este apareamiento que se realiza a lo largo del cromosoma, alelo por alelo, en toda su extensión, se denomina sinapsis.

Gráfica Esquema con representación de cromosomas no hermanos en sinapsis	Gráfica profase I c formación de tétradas en la profase l
Fuente: diseñados por Carmen Eugenia Piña L

El resultado del proceso de sinapsis son las tétradas o pares bivalentes, es decir que cada par de cromosomas está formados por 4 cromátidas y dos centrómeros. Al final de la profase I el nucleolo y la membrana nuclear han desaparecido y en el citoplasma se forma el huso acromático

Metafase l

Gráfica metafase I

Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña L

Desaparecen la membrana nuclear y el nucleolo. Las tétradas se alinean en el plano ecuatorial. La alineación es al azar. Esto quiere decir que hay un 50% de posibilidad de que las células hijas reciban el homólogo del padre o de la madre por cada cromosoma.

Anafase l

Gráfica anafase I a	Gráfica anafase Ib
Fuente: diseñados por Carmen Eugenia Piña L

Las tétradas se separan y los cromosomas se desplazan hacia los polos opuestos, el huso acromático desaparece, se forman cromosomas hijos haploides con dos cromátidas cada uno.

Telofase I y Citocinesis I

Gráfica telofase I

Fuente: diseñados por Carmen Eugenia Piña L

Gráfica Citocinesis I
Fuente: diseñados por Carmen Eugenia Piña L

Ocurre la primera división meiótica. Se forman núcleos hijos alrededor de los cromosomas que se encuentran en los polos, el citoplasma se divide en dos (citocinesis) para formar las dos células hijas con número haploide de cromosomas


Meiosis II

Cada célula resultante de la primera división realizará la segunda división meiótica. El número de cromosomas es haploide y la cromatina de cada cromosoma sufrió recombinación genética.

Intercinesis

La fase de intercinesis o preparación de la célula es muy rápida. No hay duplicación del ADN por lo tanto no hay duplicación de cromosomas.

Profase II

Gráficas profase II
Fuente: diseñados por Carmen Eugenia Piña L

Empiezan a desaparecer la membrana nuclear y el nucleolo, se vuelve a formar el huso acromático, los cromosomas se condensan más, y su número es haploide.

Metafase II

La membrana nuclear y el nucleolo desaparecen. Los cromosomas dobles se alinean en el plano ecuatorial, los centrómeros se encuentran asociados a las fibras de polos opuestos

Gráficas metafase II
Fuente: diseñados por Carmen Eugenia Piña L

Anafase II

Gráficas anafase II
Fuente: diseñados por Carmen Eugenia Piña L

Las cromátidas se separan, se forman dos cromosomas hijos, los cromosomas hijos emigran hacia los polos

Telofase II y Citocinesis

Gráfica telofase II
Fuente: diseñados por Carmen Eugenia Piña L

Se forman cuatro núcleos rodeados de membrana nuclear y con número de cromosomas haploides, las células se dividen por segunda vez por medio de la citocinesis.

Gráfica citocinesis II
Fuente: diseñados por Carmen Eugenia Piña L

División Directa o Amitosis

Amitosis

Es un tipo de reproducción asexual que se da en los animales unicelulares. En este tipo de reproducción el organismo se divide en dos y cada célula resultante tiene las mismas características genéticas de la célula madre. Hay tres tipos de amitosis: fisión binaria o bipartición, gemación y esporulación.

Fisión binaria o Bipartición

Es un tipo de reproducción celular por medio de la cual una célula se divide en dos partes iguales estas se separan de la madre formando un núcleo propio y transformándose en otros organismos mas pequeños pero genéticamente idénticos a la madre. Es característico de organismos procariotas como las bacterias

Gemación

En este tipo de reproducción se forma una protuberancia o yema en la pared de la célula madre. Estas pequeñas protuberancias crecen llevándose a la vez una parte del núcleo y del citoplasma de la célula madre. Finalmente se desprenden y forman nuevos organismos. Ej.: la levadura

Esporulación

Es el tercer tipo de amitosis y se da cuando el núcleo de una célula se divide en muchas partes pequeñas. Estas se cubren con citoplasma formando esporas que pueden permanecer latentes cuando se presentan condiciones adversas. Cuando las condiciones son adecuadas o para su desarrollo, se dividen formando nuevas organismos con la misma información genética.

Interactividad sobre meiosis