Fundamentos de la División Celular: Cromosomas y Ciclo

Estructura de la Cromatina y el Cromosoma

La cromatina es una estructura empaquetada y compacta, compuesta por ADN y proteínas (histonas y no histonas).

Empaquetamiento del ADN

La cromatina tiene una constitución fibrilar, formando fibras unidas entre sí en forma de espiral, llamadas fibras cromatínicas. Cada una presenta el aspecto de un collar de cuentas. Cada cuenta se llama nucleosoma. Estos están relacionados entre sí por una fibrilla que se corresponde con una doble hélice de ADN. Cada nucleosoma consta de un núcleo y un filamento de ADN. La fibra cromatínica tiene una estructura plegada en forma de solenoide con distintos grados de espiralización, especialmente el grado 1,2 y la superespiralización.

El Cromosoma Metafásico

Está constituido por dos cromátidas unidas por el centrómero.

Partes del Cromosoma

• El centrómero: Divide al cromosoma en dos brazos, que pueden ser o no de igual tamaño. Su posición es variable.
• Las constricciones secundarias: Son zonas más estrechas identificables en los brazos, relacionadas con la formación del nucléolo al final de cada mitosis.
• Los telómeros: Son estructuras protectoras situadas en cada uno de los extremos del cromosoma, que evitan que pierda información de los extremos en cada ciclo de replicación.
• Las bandas: Son segmentos de cromatina que permiten una identificación inequívoca de los cromosomas.

El Ciclo Celular

El ciclo celular es la secuencia de eventos que ocurren en una célula entre una división y la siguiente.

Fases del Ciclo Celular

• Fase G1: Se sintetizan las proteínas necesarias para que la célula aumente de tamaño. Comienza cuando termina la fase M hasta que se inicia la replicación del ADN.
• Fase S: Se produce la replicación del ADN y se sintetizan las histonas.
• Fase G2: Se transcriben y traducen genes que codifican las proteínas necesarias para que la célula se divida y se duplican los centriolos.

Mitosis

Proceso de división celular que resulta en dos células hijas genéticamente idénticas a la célula madre.

1. Profase

   Se produce una condensación de la cromatina y los cromosomas comienzan a hacerse visibles. En las células que tienen centriolos, estos empiezan a separarse hasta que están en los polos opuestos de la célula. Se forman entre ellos microtúbulos (huso acromático). La membrana nuclear y el nucléolo desaparecen.

2. Metafase

   Los cromosomas alcanzan el estado máximo de condensación. El huso acromático está completamente formado y se extiende entre los dos polos de la célula. Los cromosomas se sitúan en el plano medio del huso acromático, donde forman la placa metafásica. Cada una de las cromátidas queda orientada hacia un polo.

3. Anafase

   Las dos cromátidas de cada cromosoma inician un movimiento de separación hacia polos opuestos. La separación se inicia por el centrómero y de forma sincronizada en todos los cromosomas de la placa metafásica. Concluye cuando los cromosomas llegan a los polos.

4. Telofase

   Los nucléolos reaparecen y los cromosomas comienzan a descondensarse. La membrana nuclear reaparece alrededor de cada grupo de cromosomas, delimitándose dos zonas nucleares.

Meiosis

Proceso de división celular que reduce a la mitad el número de cromosomas, produciendo células haploides (gametos).

1. Profase I

   Es una fase compleja que se subdivide en varias etapas:

   1. Leptoteno

      Los cromosomas se condensan hasta hacerse visibles.

   2. Cigoteno

      Los cromosomas homólogos se aparean hasta quedar alineados (sinapsis).

   3. Paquiteno

      Se produce el sobrecruzamiento. La consecuencia es el intercambio de genes o recombinación genética.

   4. Diploteno

      Los cromosomas homólogos inician su separación, permaneciendo unidos por los quiasmas.

   5. Diacinesis

      Los cromosomas se condensan al máximo y sus dos cromátidas ya son visibles. Desaparecen el nucléolo y la membrana nuclear, y se forma el huso acromático.

2. Metafase I

   Similar a la mitótica, pero en la placa ecuatorial se disponen las tétradas (pares de cromosomas homólogos apareados).

3. Anafase I

   Los cromosomas homólogos comienzan a separarse hacia polos opuestos de la célula. Se separan cromosomas completos (cada uno con sus dos cromátidas). Cada cromosoma se dirige a un polo de la célula.

4. Telofase I

   Reaparecen la membrana nuclear y el nucléolo mientras que los cromosomas sufren una descondensación. Se obtienen dos células hijas con la mitad de los cromosomas que tenía la célula madre y con dos cromátidas cada cromosoma.