Ciclo Celular: Etapas Fundamentales de la Vida Celular

El ciclo celular es el conjunto ordenado de procesos que una célula atraviesa desde su origen hasta su división en dos células hijas. Representa las etapas de vida de la célula, desde que se genera hasta que se muere o se divide. Este proceso es fundamental para el crecimiento, desarrollo y mantenimiento de los organismos vivos.

El ciclo se inicia cuando se origina una nueva célula, lo cual puede producirse por la división de otra célula ya existente o por la fusión de dos gametos. Finaliza cuando esa célula se muere o se divide en dos células hijas. En organismos unicelulares, este ciclo provoca la creación de nuevos individuos, mientras que en los pluricelulares, es esencial para el crecimiento, el desarrollo y la reparación de tejidos. Es crucial que este ciclo mantenga la misma información genética que tiene la célula madre, lo que implica la duplicación precisa del ADN antes de la división.

Fases del Ciclo Celular

El ciclo celular se divide principalmente en dos grandes fases: la Interfase y la Fase Mitótica.

Interfase: Preparación para la División

La Interfase es un período de intensa actividad celular, comprendido entre dos divisiones celulares. Durante esta fase, la célula crece, sintetiza proteínas y duplica su ADN en preparación para la división. Se subdivide en tres etapas:

Fase G1: Crecimiento y Actividad Metabólica

La Fase G1 (del inglés Gap 1) sigue a la división de la célula. Su duración es variable; en algunas células se acorta, mientras que otras pueden entrar en una fase G0, que es una fase de reposo o quiescencia, donde la célula no se divide activamente. Durante la G1, tiene lugar una intensa actividad metabólica: la célula aumenta de tamaño, sintetiza proteínas y aparecen nuevos orgánulos. También se inicia la replicación de los centriolos. La célula supervisa su tamaño y su entorno para decidir si prosigue con el ciclo.

Fase S: Síntesis y Duplicación del ADN

La Fase S (del inglés Synthesis) es el período crucial donde se duplica el ADN. Este proceso asegura que cada cromosoma esté formado por dos cromátidas hermanas idénticas, unidas a nivel del centrómero, garantizando que cada célula hija reciba una copia completa del material genético.

Fase G2: Verificación y Preparación Final

La Fase G2 (del inglés Gap 2) es un intervalo de seguridad en el que la célula se asegura de que las dos etapas anteriores (G1 y S) han sido correctas y que el ADN se ha duplicado adecuadamente. Durante esta fase, la célula continúa creciendo y sintetizando proteínas necesarias para la mitosis.

Fase Mitótica: División Celular Activa

La Fase Mitótica (o Fase M) comprende la división celular y la segmentación del citoplasma (procesos que se solapan). Es el período en el que la célula madre se divide para formar dos células hijas.

Mitosis: Reparto Equitativo del Material Genético

La Mitosis es el proceso de reparto equitativo del material genético, resultando en la división de una célula madre en dos células hijas con la misma información genética entre sí y con la célula madre. Se divide en varias fases:

Profase: Condensación Cromosómica y Formación del Huso

• La cromatina se condensa progresivamente hasta formar cromosomas visibles. Cada cromosoma estará replicado y formado por dos cromátidas hermanas unidas por un centrómero.
• El centrosoma se separa en dos, y cada parte se dirige a un polo de la célula, organizándose entre ambos el huso mitótico (o huso acromático).
• En la prometafase (una subfase de la profase), la membrana nuclear se desintegra, los nucleolos se desorganizan y en cada centrómero maduran los cinetocoros, estructuras proteicas a las que se unirán los microtúbulos.

Metafase: Alineación en la Placa Ecuatorial

• Los microtúbulos del huso mitótico se diferencian en tres tipos:
  • Astrales: Parten en todas las direcciones desde los centrosomas.
  • Polares: Se solapan en el plano ecuatorial, empujando y separando los dos polos.
  • Cinetocóricos: Se adhieren a los cinetocoros de cada cromosoma, conduciendo su movimiento a lo largo de la mitosis. Ejercen una serie de tensiones que conducen a todos los cromosomas hacia el plano ecuatorial de la célula, alineándolos en la placa metafásica.

Anafase: Separación de Cromátidas Hermanas

• Se produce la separación de los centrómeros en todos los pares de cromátidas hermanas.
• Cada juego de cromosomas (ahora cromosomas individuales) es arrastrado por las fibras del huso hacia un polo de la célula.
• Al final de la anafase, dos conjuntos idénticos de cromosomas se agrupan hacia los polos opuestos del huso.

Telofase: Reorganización Nuclear y Descondensación

• Los microtúbulos cinetocóricos desaparecen, mientras que los polares se alargan aún más.
• Los dos grupos de cromosomas, agrupados en cada polo de la célula, comienzan a descondensarse.
• Los nucleolos se reorganizan.
• Se recomponen las nuevas envolturas nucleares alrededor de cada grupo de cromosomas, formando los dos núcleos hijos.

Citocinesis: División del Citoplasma

La Citocinesis es el proceso de división del citoplasma, que generalmente se solapa con la telofase. Durante este proceso, los orgánulos citoplasmáticos se reparten aproximadamente hacia los dos polos de la célula. Es importante destacar que orgánulos como las mitocondrias y los cloroplastos se forman a partir de otros preexistentes, y tampoco es posible formar un retículo endoplasmático o un complejo de Golgi sin la presencia de alguna de sus vesículas.

En las células animales, el citoplasma se divide mediante un proceso de estrangulamiento, formando un surco de división. El huso mitótico determina dónde y cuándo se produce esta segmentación, asegurando una distribución equitativa del contenido celular.