Reproducción celular: mitosis, meiosis y fases del ciclo celular

1. Características de la reproducción

Se conoce como reproducción celular al proceso biológico, parte de la etapa del ciclo celular, en el cual cada célula se divide para formar dos células hijas distintas. Este es un proceso que se da en todas las formas de vida y que garantiza la perpetuidad de su existencia, así como el crecimiento, la reposición de tejidos y la reproducción en los seres pluricelulares.

2. Tipos de reproducción celular

Existen dos tipos de reproducción celular en los seres bióticos: la asexual y la sexual.

2.1 Reproducción celular asexual

Participa un solo progenitor; la información genética de la descendencia es la misma que la del individuo parental. Esta forma de reproducción se da principalmente en seres unicelulares o en pluricelulares simples. Para muchas plantas también es un modo alternativo para producir nuevos organismos.

2.1.1 Tipos de reproducción asexual

La reproducción asexual involucra un proceso donde la constitución genética de los organismos producto es idéntica a la del progenitor. Existen distintos tipos de reproducción asexual entre los que se encuentran:

• a) Bipartición o fisión simple: la célula madre se fragmenta en dos (o más) células hijas, perdiendo su identidad original.
• b) Gemación: es una división desigual, consistente en la formación de prominencias sobre el individuo progenitor que se separan y forman nuevos individuos.
• c) Fragmentación: el organismo se divide en dos o más fragmentos, cada uno de los cuales regenera un organismo completo.
• d) Esporulación: el núcleo se divide en numerosas partes rodeadas de citoplasma; estas estructuras quedan libres cuando se rompe la membrana de la célula madre, proceso que da lugar a la liberación de esporas.

2.2 Reproducción de células somáticas

Es importante conocer que una célula somática es cualquier célula del cuerpo excepto los espermatozoides y los óvulos. Las células somáticas son diploides, es decir, contienen dos juegos de cromosomas, uno heredado de cada progenitor.

2.2.1 Mitosis

La mitosis es la división celular asociada a las células somáticas, es decir, células que no van a convertirse en células sexuales. Es un fenómeno en el cual una célula da lugar a dos células hijas. Esta división celular implica el reparto equitativo de los materiales celulares entre las dos células hijas, por lo que se mantiene el número cromosómico de la célula parental preexistente. Antes de iniciar las fases de la mitosis existe un momento de preparación denominado interfase.

La interfase

La interfase es un periodo de preparación para el proceso de reproducción celular, en el que la célula duplica su ADN y realiza ajustes internos y externos pertinentes para enfrentar con éxito la división celular. La interfase se divide en las siguientes etapas: G1 (fase de crecimiento y pre-síntesis), S (síntesis del ADN), G2 (post-síntesis) y, en algunos casos, G0 (estado de reposo).

Fases de la mitosis

1. Profase: la envoltura nuclear comienza a desintegrarse paulatinamente, se duplica el centrosoma y cada uno se desplaza hacia uno de los extremos de la célula, formando microtúbulos.
2. Metafase: los cromosomas se alinean en el ecuador de la célula. Cada cromosoma ya se ha duplicado en la interfase, por lo que en este momento las dos copias (cromátidas hermanas) quedan preparadas para separarse.
3. Anafase: los dos grupos de cromátidas idénticas se separan y migran hacia los polos opuestos de la célula.
4. Telofase: se forman dos nuevas envolturas nucleares y se reorganiza el material nuclear, completando la formación de dos núcleos hijos con la misma carga genética que la célula parental.
5. Citocinesis: la membrana plasmática estrangula la célula y la divide en dos, completando la formación de dos células hijas independientes.

2.3 Reproducción de células sexuales

La reproducción sexual se obtiene por la unión de una célula sexual masculina y una femenina o bien por el desarrollo de un huevo fecundado. En organismos más complejos, como las eucariotas dotadas de más de un cromosoma (por ejemplo, los seres humanos), se aplican procesos diferenciados de reproducción celular: la mitosis para células somáticas y la meiosis para células sexuales.

2.3.1 Meiosis

La meiosis es un proceso más complejo que produce células haploides (con la mitad de la carga genética), tales como los gametos. Para ello, una célula diploide (2n) sufre dos divisiones consecutivas, obteniendo así cuatro células hijas haploides (n).

a) Meiosis I

Primera división celular de la diploide (2n), conocida como reductiva, pues resulta en células con la mitad de la carga genética (n).

• Profase I: se prepara el ADN para que dé lugar a conjuntos distintos; el material genético se entrecruza y aparecen estructuras que facilitan el intercambio de material genético entre cromosomas homólogos.
• La profase I se subdivide en cinco subfases: leptoteno, zigoteno, paquiteno, diploteno y diacinesis.
• Leptoteno: los cromosomas aparecen como una masa de hilos enredados.
• Zigoteno: los cromosomas homólogos se aparean y cada gen queda yuxtapuesto; este apareamiento puede comenzar por los extremos y continuar a lo largo de la estructura.
• Paquiteno: los cromosomas homólogos apareados se dividen longitudinalmente en dos cromátidas hermanas, formando tetradas de cuatro cromátidas.
• Diploteno: se produce el crossing-over o entrecruzamiento de cromosomas homólogos; se forman quiasmas que permiten el intercambio de fragmentos cromosómicos de origen materno y paterno.
• Diacinesis: los cromosomas continúan condensándose y se preparan para la metafase.
• Metafase I: los cromosomas homólogos se ubican en el ecuador de la célula y empieza su separación; la repartición genética al azar contribuye a la variabilidad genética.
• Anafase I: cada cromosoma de cada par migra hacia un polo diferente.
• Telofase I: la membrana plasmática se separa y da origen a dos células hijas haploides.

b) Meiosis II

Conocida como división ecuacional, pues se asemeja a la mitosis: cada una de las células haploides procedentes de la meiosis I experimenta una nueva división que separa las cromátidas hermanas.

• Profase II: las células haploides condensan sus cromosomas y rompen la envoltura nuclear.
• Metafase II: los cromosomas se alinean en la placa ecuatorial, preparándose para la separación de las cromátidas.
• Anafase II: las cromátidas hermanas se separan y migran hacia los polos de la célula.
• Telofase II: las membranas celulares se reorganizan y la división celular finaliza, dando como resultado cuatro células hijas haploides (n), cada una con una distribución distinta del material genético del individuo original.