Mitosi i Meiosi: Fases i Reproducció Cel·lular

Mitosi

La mitosi és la divisió del nucli de la cèl·lula. Per aconseguir-ho, es requereix:

• La duplicació dels cromosomes abans de la mitosi.
• La condensació dels cromosomes per facilitar-ne el desplaçament durant el repartiment.
• La presència d'estructures tubulars que guiïn i reparteixin equitativament els cromosomes entre les dues cèl·lules filles.

La mitosi es desenvolupa al llarg de quatre etapes:

Profase

Comprèn el 60% de la durada total. Al citoplasma, es desmunta el citoesquelet perquè els microtúbuls intervinguin en la mitosi. Al nucli, els cromosomes es condensen i es dispersa el material del nuclèol pel citosol. Conté cada cromàtida germana, el cinetocor, que uneix els microtúbuls del fus mitòtic. Els centríols se separen i es desplacen cap als pols de la cèl·lula. A mesura que se separen, es disposa un conjunt de microtúbuls que formaran les fibres del fus mitòtic. Podem distingir:

• Cinetocòriques: microtúbuls del fus units als cinetocors.
• Polars: microtúbuls del fus no units als cinetocors.
• Astrals: microtúbuls exteriors al fus mitòtic.

Metafase

En aquesta etapa, els cromosomes es disposen de manera alineada a la zona mitjana de la cèl·lula. Les cromàtides es desplacen amb un moviment oscil·lant fins que se situen a la zona mitjana de la cèl·lula i formen la placa equatorial.

Anafase

Durant l'anafase, es duu a terme el repartiment dels cromosomes. Els cinetocors es divideixen i les dues cromàtides germanes se separen i es desplacen cadascuna cap a un pol de la cèl·lula.

Telofase

És l'última fase de la mitosi. Els dos grups de cromàtides arriben als pols oposats de la cèl·lula. Les molècules de tubulina que componen els microtúbuls es dispersen pel citoplasma. L'embolcall nuclear es va reconstruint al voltant de cada grup de cromosomes, que recuperen l'aspecte difús. Finalment, es poden distingir dos nuclèols.

Citocinesi

En la cèl·lula animal, la membrana plasmàtica s'estreny per la zona mitjana. Es pot observar que la comunicació entre les cèl·lules filles es va estrenyent fins que se separen. Això és gràcies a un sistema de microfilaments d'actina que, units a la membrana plasmàtica, actuen com si es tractés d'una llaçada que estreny la cèl·lula.

Interfase Cel·lular

Etapa G1

És l'etapa compresa entre la divisió cel·lular i l'inici de la duplicació dels cromosomes. S'hi poden observar importants canvis morfològics i funcionals:

• Augmenta la grandària de les cèl·lules: cada cèl·lula filla creix fins a la mida normal que tindria la cèl·lula mare. En el cas de les cèl·lules animals, es produeix per la síntesi de fragments de membrana i altres components cel·lulars. En el cas de les vegetals, a causa de la presència d'una paret rígida, implica una sèrie de modificacions; la fonamental és un augment de la turgència cel·lular. El procés s'inicia amb un reblaniment de la paret cel·lular i la incorporació d'aigua dins el citoplasma. Això provoca l'expansió del citoplasma i un increment de la turgència. El citoplasma pressiona sobre la paret reblanida, la qual cedeix i permet el creixement de la cèl·lula. Un cop s'ha completat l'expansió, la paret cel·lular es reforça amb nous dipòsits de cel·lulosa.
• Augmenta el nombre d'estructures cel·lulars: es dupliquen els mitocondris i els cloroplasts en els vegetals. El reticle endoplasmàtic augmenta de grandària i origina l'aparell de Golgi i nous lisosomes i vacúols. Se sintetitzen proteïnes que constituiran els ribosomes i el citoesquelet. Se sintetitzen totes les proteïnes enzimàtiques que es requereixen per al control d'aquests processos.
• Es recupera la forma habitual de les cèl·lules: es desmunten les estructures fibroses que havien participat en el repartiment dels cromosomes i el citoesquelet es reorganitza.

Etapa S

És una etapa clau en el cicle cel·lular, ja que es produeix la síntesi de DNA per a la duplicació dels cromosomes. Cada cadena de DNA actua com a motlle en la síntesi d'una nova cadena, la qual serà complementària de l'anterior. Al final de l'etapa S, la duplicació de les dobles hèlixs origina la formació de dues cromàtides que es mantenen unides pel centròmer.

Etapa G2

És l'etapa que transcorre entre el final de la síntesi del DNA i l'inici de la mitosi. Com a etapa precursora de la mitosi, durant G2 tenen lloc una sèrie d'esdeveniments preparatoris per a aquest procés:

• Es comencen a condensar els cromosomes.
• Es duplica el parell de centríols i es disposen a prop del nucli.
• S'inicien les modificacions del citoesquelet necessàries per a facilitar la seva intervenció en la mitosi.

En finalitzar l'etapa G2, els cromosomes es condensen i són visibles al microscopi òptic, de manera que s'hi poden distingir fàcilment les dues cromàtides. Al centròmer, ja s'hi observen els cinetocors que s'uniran als microtúbuls encarregats de la distribució del material hereditari.

Reproducció Asexual

Només hi intervé un individu. No es requereixen cèl·lules especialitzades; únicament es necessiten cèl·lules capaces de dividir-se activament per a formar un ésser. Totes les divisions es realitzen mitjançant la mitosi; per tant, totes les cèl·lules resultants són genèticament iguals i el nou individu és idèntic al seu progenitor (genèticament).

Reproducció Sexual

Hi participen dos individus diferents de la mateixa espècie. Es requereix la participació de cèl·lules especialitzades anomenades gàmetes, que donen lloc a un zigot en unir-se en la fecundació. Aquesta unió implica que, en algun moment del cicle, es doni la divisió meiòtica per evitar doblar la dotació cromosòmica en cada generació. L'individu descendent és genèticament diferent dels progenitors, ja que la meitat dels seus cromosomes provenen d'un progenitor i l'altra meitat, de l'altre.

Meiosi

La meiosi és el procés de divisió cel·lular que permet a una cèl·lula diploide generar cèl·lules haploides en eucariotes. En aquest procés, tenen lloc una ronda de replicació de l'ADN i dues rondes de segregació cromosòmica, de manera que d'una cèl·lula inicial diploide se n'obtenen quatre d'haploides.

Primera Divisió Meiòtica

La primera divisió meiòtica s'inicia en acabar la interfase. Quan les cèl·lules germinals estan a la fase S del cicle cel·lular, la quantitat d'ADN es duplica a 4n i, també, el nombre de cromosomes. Consta de 4 etapes:

Profase I

Comença un cop s'ha duplicat l'ADN i té 5 subfases: Leptotè, Zigotè, Paquitè, Diplotè i Diacinesi.

Metafase I

Hi ha una alineació de parells de cromosomes homòlegs a la placa equatorial del fus meiòtic (en ordre aleatori). Això assegura una nova barreja de cromosomes paterns i materns. Les fibres del fus s'uneixen als cinetocors dels cromosomes.

Anafase I

Els cromosomes migren a cada pol. Cada cromosoma encara té dues cromàtides. Com que s'han produït encreuaments, les cromàtides ja no són idèntiques entre elles.

Telofase I

Es formen els embolcalls nuclears i la citocinesi dóna lloc a dues cèl·lules filles que tenen, cadascuna, 23 cromosomes. Cada cromosoma té dues cromàtides; per tant, hi ha un nombre haploide de cromosomes, però diploide d'ADN.

Segona Divisió Meiòtica

S'obtenen les 4 cèl·lules haploides.

Profase II

Ruptura de l'embolcall nuclear i duplicació dels diplosomes.

Metafase II

Els cromosomes es disposen a l'equador de la cèl·lula.

Anafase II

Les dues cromàtides de cada cromosoma se separen i els nous cromosomes fills migren cap als pols oposats.

Telofase II

Els cromosomes es desespiralitzen, s'envolten d'un embolcall nuclear, i sorgeixen dos nuclis; produint-se més tard la divisió del citoplasma.