7.3: Fase Mitótica - Mitosis y Citocinesis

Dividir y dividir

¿Puedes adivinar lo que representa esta colorida imagen? Muestra una célula eucariota durante el proceso de división celular. En particular, la imagen muestra el núcleo de la célula dividiéndose. En las células eucariotas, el núcleo se divide antes de que la propia célula se divida en dos; y antes de que el núcleo se divida, el ADN de la célula se replica, o se copia. Debe haber dos copias del ADN para que cada célula hija tenga una copia completa del material genético de la célula parental. ¿Cómo se ordena y separa el ADN replicado para que cada célula hija obtenga un conjunto completo de material genético? Para responder a esa pregunta, primero necesitas saber más sobre el ADN y las formas que toma.

Figura\(\PageIndex{1}\): Célula divisoria teñida con colorantes fluorescentes. Se pueden ver cromosomas en azul y husillos en verde.

Las formas del ADN

Excepto cuando una célula eucariota se divide, su ADN nuclear existe como un material granulado llamado cromatina. Sólo cuando una célula está a punto de dividirse y su ADN se ha replicado, el ADN se condensa y serpentina en la forma familiar en forma de X de un cromosoma, como la que se muestra en la Figura\(\PageIndex{2}\). Debido a que el ADN ya se ha replicado, cada cromosoma en realidad consiste en dos copias idénticas. Las dos copias de un cromosoma se llaman cromátidas hermanas. Las cromátidas hermanas se unen en una región llamada centrómero.

Figura\(\PageIndex{2}\): Cromosoma. Después de que el ADN se replica, forma cromosomas en forma de X como el que se muestra aquí. 1. Cromátida, 2. Centromere, 3. brazo corto, 4. brazo largo. El centrómero contiene proteínas llamadas cinetocoros (no mostradas) donde los husillos se unen durante la mitosis.

El proceso en el que se divide el núcleo de una célula eucariota se llama mitosis. Durante la mitosis, las dos cromátidas hermanas que componen cada cromosoma se separan entre sí y se mueven a polos opuestos de la célula. La mitosis ocurre en cuatro fases. Las fases se denominan profase, metafase, anafase y telofase. Se muestran en la Figura\(\PageIndex{3}\) y se describen en detalle a continuación.

Figura\(\PageIndex{3}\): La mitosis es la fase del ciclo celular eucariota que ocurre entre la replicación del ADN y la formación de dos células hijas. La mitosis tiene cuatro subestaciones: profase, metafase, anafase y telofase.

Profase

Figura\(\PageIndex{4}\): La profase en etapa posterior se denomina prometafase. El huso comienza a formarse durante la profase de la mitosis. Los husillos comienzan a unirse a los Kinetochores de centromeros de cromátidas hermanas durante la Prometafase.

La primera y más larga fase de la mitosis es la profase. Durante la profase, la cromatina se condensa en cromosomas y la envoltura nuclear (la membrana que rodea al núcleo) se descompone. En las células animales, los centriolos cercanos al núcleo comienzan a separarse y moverse a polos opuestos de la célula. Los centriolos son pequeños orgánulos que se encuentran solo en las células eucariotas que ayudan a asegurar que las nuevas células que se forman después de la división celular contengan cada una un conjunto completo de cromosomas. A medida que los centriolos se separan, un huso comienza a formarse entre ellos. El huso azul, mostrado en la Figura\(\PageIndex{4}\), consiste en fibras hechas de microtúbulos.

Metafase

Durante la metafase, las fibras del huso se adhieren completamente al centrómero de cada par de cromátidas hermanas. Como puede ver en la Figura\(\PageIndex{5}\), las cromátidas hermanas se alinean en el ecuador, o centro, de la celda. Las fibras del huso aseguran que las cromátidas hermanas se separen y vayan a diferentes celdas hijas cuando la celda se divida. Algunos husillos no se adhieren a la proteína del cinetocoro de los centromeros. Estos husillos se denominan husillos no cinetocoros que ayudan en el alargamiento de la célula. Esto es visible en la Figura\(\PageIndex{5}\).

Figura\(\PageIndex{5}\): Los cromosomas, consistentes en cromátidas hermanas, se alinean en el ecuador o centro de la célula durante la metafase. Las líneas azules son husillos, y los rectángulos anaranjados en los polos celulares son centriolos. Algunos husillos de los centriolos opuestos se adhieren entre sí, y algunos husillos se adhieren a los cinetocoros de los cromosomas hermanos desde sus respectivos lados. Cada cromosoma está unido a dos husillos.

Anafase

Durante la anafase, las cromátidas hermanas se separan y los centromeros se dividen. Las cromátidas hermanas son separadas por el acortamiento de las fibras del huso. Esto es un poco como tambalearse en un pez acortando la línea de pesca. Una cromátida hermana se mueve hacia un polo de la celda, y la otra cromátida hermana se mueve hacia el polo opuesto (ver Figura\(\PageIndex{6}\)). Al final de la anafase, cada polo de la célula tiene un conjunto completo de cromosomas

Figura\(\PageIndex{6}\): Anafase: Las cromátidas hermanas se rompen y se mueven hacia el polo opuesto con la ayuda de husillos. Las cromátidas hermanas recién separadas se llaman cromosomas ahora.

Telofase

Los cromosomas alcanzan los polos opuestos y comienzan a descondensarse (desentrañarse), relajándose una vez más en una configuración de cromatina estirada. Los husillos mitóticos se despolimerizan en monómeros de tubulina que se utilizarán para ensamblar componentes citoesqueléticos para cada célula hija. Se forman envolturas nucleares alrededor de los cromosomas, y los nucleosomas aparecen dentro del área nuclear (ver Figura\(\PageIndex{7}\).

Figura\(\PageIndex{7}\): Telofase: Los cromosomas se descondensan, los husillos comienzan a desaparecer, se forman dos núcleos en una célula.

Citocinesis

La citocinesis es la etapa final de la división celular tanto en eucariotas como en procariotas. Durante la citocinesis, el citoplasma se divide en dos y la célula se divide. El proceso es diferente en células vegetales y animales, como se puede ver en la Figura\(\PageIndex{8}\). En las células animales, la membrana plasmática de la célula parental se pellizca hacia adentro a lo largo del ecuador de la célula hasta que se forman dos células hijas. En las células vegetales, se forma una placa celular a lo largo del ecuador de la célula parental. Luego, se forman una nueva membrana plasmática y pared celular a lo largo de cada lado de la placa celular.

Figura\(\PageIndex{8}\): La citocinesis es la etapa final de la división celular eucariota. Ocurre de manera diferente en células animales (izquierda) y vegetales (derecha). Se puede ver un anillo de microfilamentos que se forma en el centro de la célula animal alargada. Esto crea una depresión llamada surco de escisión. Esta invaginación finalmente separa el citoplasma celular en dos células. Se forma una placa celular en el centro de la célula vegetal alargada. Luego se forman una nueva membrana plasmática y pared celular a lo largo de cada lado de la placa celular.

Revisar

1. Describir las diferentes formas que toma el ADN antes y durante la división celular en una célula eucariota.
2. Identificar las cuatro fases de la mitosis en una célula animal, y resumir lo que ocurre durante cada fase.
3. Explique qué ocurre durante la citocinesis en una célula animal.
4. ¿Cuáles son las principales diferencias entre la mitosis y la citocinesis?
5. El cromosoma familiar en forma de X representa:
   1. Cómo se ve siempre el ADN en las células eucariotas
   2. Cómo se ve el ADN en las células eucariotas una vez que se replica y la célula está a punto de dividirse
   3. Solo cromosomas sexuales femeninos
   4. Cómo aparece el ADN inmediatamente después de la citocinesis
6. ¿Cuál de las siguientes no forma parte de un cromosoma en células eucariotas?
   1. Centriolo
   2. Centromere
   3. Cromátida
   4. ADN
7. ¿Qué crees que pasaría si las cromátidas hermanas de uno de los cromosomas no se separaran durante la mitosis?
8. Poner los siguientes procesos en orden de cuando ocurran durante la división celular, del primero al último:
   1. separación de cromátidas hermanas
   2. Replicación de ADN
   3. citocinesis
   4. alineamiento de cromosomas en el centro de la célula
   5. condensación y enrollamiento del ADN en un cromosoma
9. ¿Por qué cree que la envoltura nuclear se descompone al inicio de la mitosis?
10. ¿Cómo se llaman las fibras hechas de microtúbulos que se adhieren a los centrómeros durante la mitosis?
11. Verdadero o Falso. Los cromosomas comienzan a desenrollarse durante la anafase.
12. Verdadero o Falso. Durante la citocinesis en células animales, las cromátidas hermanas se alinean a lo largo del ecuador de la célula.
13. Verdadero o Falso. Después de la mitosis, el resultado suele ser dos células hijas con ADN idéntico entre sí.

Explora más

https://bio.libretexts.org/link?16755#Explore_More

Mira el video a continuación para visualizar la mitosis.

Atribuciones

1. Mitosis fluorescente por gobierno de Estados Unidos, dominio público vía Wikimedia Commons
2. Cromosoma por Dietzel65, CC BY-SA 3.0 vía Wikimedia Commons
3. Esquema de mitosis por M3.dahl, CC BY-SA 3.0 vía Wikimedia Commons
4. Prometafase por LadyofHats, Dominio público, vía Wikimedia Commons
5. Metafase de Matt, liberada al dominio público vía Wikimedia Commons
6. Anafase de Matt, liberada al dominio público vía Wikimedia Commons
7. Telofase de Matt, lanzado al dominio público a través de Wikimedia Commons
8. Citocinesis por LadyOFHats para CK-12 con licencia CC BY-NC 3.0
9. Texto adaptado de Biología Humana por CK-12 licenciado CC BY-NC 3.0