Fases de la Mitosis y Meiosis

Ciclo Celular

Interfase

Es el período de tiempo que transcurre entre dos divisiones sucesivas. Durante la interfase hay una gran actividad metabólica y se produce un aumento de tamaño de la célula. Pero el núcleo (núcleo interfásico) no cambia de forma. La interfase abarca tres períodos o fases:

• G1. Su nombre viene del inglés “gap” (hueco, intervalo). En esta etapa, que comienza al terminar la mitosis y dura hasta el inicio de la síntesis del ADN, se sintetizan las proteínas necesarias para que la célula aumente de tamaño y se forman nuevos orgánulos (ribosomas, mitocondrias, …). Al final de G1 se distingue un momento de no retorno, denominado punto de restricción (punto R), a partir del cual ya es imposible detener que se sucedan las fases siguientes.
• Fase S. En esta etapa tiene lugar la duplicación del ADN (síntesis de ADN y de histonas). Por ello, cuando posteriormente, durante la mitosis, el ADN se condense para formar los cromosomas, éstos en vez de tener una cromátida, tendrán dos (dos moléculas de ADN).
• Fase G2. Se inicia cuando acaba la síntesis de ADN y termina en el momento en que ya empiezan a distinguirse los cromosomas. En esta fase se transcriben y traducen genes que codifican proteínas necesarias para que la célula se divida (ejemplo: las fibras del huso acromático). Al final de este período la célula ya ha duplicado los centriolos.

Mitosis

Aunque la mitosis es un proceso continuo suelen diferenciarse cuatro fases: profase, metafase, anafase y telofase.

Profase

En la profase, la cromatina se condensa y los cromosomas se hacen visibles, cada uno con dos cromátidas unidas por el centrómero. Los centriolos se separan hacia polos opuestos, formando el huso mitótico. La membrana nuclear y el nucléolo desaparecen, y los cromosomas se unen al huso acromático a través de los cinetocoros.

Metafase

En esta fase es cuando mejor se visualizan los cromosomas, ya que alcanzan su máximo grado de empaquetamiento. Durante la metafase, los microtúbulos cinetocóricos se alargan, por polimerización, y empujan a los cromosomas hasta situarlos en el plano ecuatorial del huso, donde forman la placa ecuatorial o metafásica.

Anafase

Es una etapa muy corta, que comienza cuando las dos cromátidas de cada cromosoma se separan, lo cual ocurre simultáneamente en todos los cromosomas. Cada cromátida, que ya es un cromosoma hijo o cromosoma anafásico, se desplaza hacia polos opuestos por acortamiento (por despolimerización) de los microtúbulos cinetocóricos. La anafase termina cuando los cromosomas llegan a los polos.

Telofase

Es la fase final de la mitosis y se caracteriza por:

• La desaparición de los microtúbulos cromosómicos, una vez que los cromosomas hijos han alcanzado los polos.
• Los cromosomas comienzan a descondensarse, con lo que dejan de ser visibles.
• La membrana nuclear reaparece alrededor de cada grupo de cromosomas. Esta membrana se forma a partir del retículo endoplásmico y también de los restos de la envoltura nuclear de la célula madre.
• Aparecen de nuevo los nucléolos. Se forman así dos núcleos hijos.

Simultáneamente, ocurre la división del citoplasma.

Importancia de la Mitosis en Organismos Eucariotas

En organismos eucariotas unicelulares, la mitosis es el mecanismo utilizado para la reproducción asexual. En organismos eucariotas pluricelulares, es necesaria para el desarrollo embrionario, crecimiento y reparación de sus tejidos.

Citocinesis

La división celular no termina con la mitosis; con ella se ha repartido el material genético de la célula, pero es necesario que el citoplasma y los orgánulos citoplasmáticos se repartan de manera equitativa entre las dos células hijas. Este proceso se denomina citocinesis y comienza habitualmente en la telofase.

En las células animales la citocinesis tiene lugar mediante la estrangulación del citoplasma. Esta se consigue por la formación de un anillo contráctil interno de fibras de actina y miosina, en la zona situada entre los dos núcleos. El anillo contráctil se va estrechando progresivamente originando un surco de división, cada vez más profundo, hasta que se separan por completo las dos células hijas.

En las células vegetales, el proceso es diferente, ya que la pared celulósica no permite el estrangulamiento. En este caso la citocinesis ocurre por la formación de un tabique entre las dos células hijas denominado fragmoplasto, que procede de la fusión de vesículas del aparato de Golgi, que cargadas de celulosa y otros polisacáridos (hemicelulosa y pectina) se alinean en el plano ecuatorial.

Meiosis

La meiosis es un tipo especial de división celular en el que una célula diploide (2n) da lugar a cuatro células haploides (n) llamadas gametos, que tienen la mitad de cromosomas que la célula madre. Antes de que se inicie la meiosis, se duplica el ADN durante la interfase, y cada cromátida da lugar a su cromátida gemela, quedando ambas unidas por el centrómero

Consecuencias Biológicas de la Meiosis

• Reducción cromosómica en relación con la reproducción sexual.
• Fuente de variabilidad en relación con la evolución.

Operón de la Lactosa

Un ejemplo de un Operón inducible es el OPERÓN DE LA LACTOSA cuyo mecanismo de acción vamos a describir: En este tipo de operón, el represor se produce activo, de forma que se une al operador, bloquea la acción de la ARN polimerasa impidiendo la transcripción de los genes necesarios para utilizar la lactosa. Esto ocurre cuando el medio es pobre en lactosa, en tal caso, se impide la transcripción de los genes implicados en metabolizar la lactosa (porque no es necesaria y está en poca cantidad) y la célula consume glucosa (que si está disponible). Si por el contrario el medio (es pobre en glucosa) y es rico en lactosa, la célula necesita producir enzimas para poder utilizar la lactosa, en tal caso, existe un derivado de la lactosa que es la alolactosa, presente en el medio que se une al represor y lo inactiva. Por ese motivo la ARN polimerasa II va a poder unirse al promotor e iniciar la transcripción de los genes que permitirán metabolizar la lactosa presente en el medio. Se dice entonces que la alolactosa induce la transcripción de los genes que regulan la utilización de la lactosa.