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10.2B: La Fase Mitótica y la Fase G0

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    Objetivos de aprendizaje
    • Describir los eventos que ocurren en las diferentes etapas de la mitosis

    La fase mitótica

    La fase mitótica es un proceso multietapa durante el cual los cromosomas duplicados se alinean, separan y se mueven en dos nuevas células hijas idénticas. La primera porción de la fase mitótica se llama cariocinesis o división nuclear. La segunda porción de la fase mitótica, llamada citocinesis, es la separación física de los componentes citoplásmicos en las dos células hijas.

    Carioquinesia (Mitosis)

    La cariocinesis, también conocida como mitosis, se divide en una serie de fases (profase, prometafase, metafase, anafase y telofase) que dan como resultado la división del núcleo celular.

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    Figura\(\PageIndex{1}\): Etapas del Ciclo Celular: La cariocinesis (o mitosis) se divide en cinco etapas: profase, prometafase, metafase, anafase y telofase. Las imágenes en la parte inferior fueron tomadas por microscopía de fluorescencia (de ahí, el fondo negro) de células teñidas artificialmente por colorantes fluorescentes: la fluorescencia azul indica ADN (cromosomas) y la fluorescencia verde indica microtúbulos (aparato huso).

    Durante la profase, la “primera fase”, la envoltura nuclear comienza a disociarse en pequeñas vesículas. Los orgánulos membranosos (como el aparato de Golgi y el retículo endoplásmico) se fragmentan y se dispersan hacia la periferia de la célula. El nucleolo desaparece y los centrosomas comienzan a moverse hacia polos opuestos de la célula. Los microtúbulos que eventualmente formarán el huso mitótico se extienden entre los centrosomas, empujándolos más lejos a medida que las fibras de los microtúbulos se alargan. Las cromátidas hermanas comienzan a bobinarse más fuertemente con la ayuda de proteínas condensinas y se hacen visibles bajo un microscopio óptico.

    Durante la prometafase, la “primera fase de cambio”, muchos procesos que comenzaron en la profase continúan avanzando. Los restos del fragmento de la envoltura nuclear. El huso mitótico continúa desarrollándose a medida que más microtúbulos se ensamblan y se extienden a lo largo de la zona nuclear anterior. Los cromosomas se vuelven más condensados y discretos. Cada cromátida hermana desarrolla una estructura proteica llamada cinetocoro en la región centromérica. Las proteínas del cinetocoro atraen y se unen a los microtúbulos del huso mitótico.

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    Figura\(\PageIndex{1}\): Kinetocoro y huso mitótico: Durante la prometafase, los microtúbulos del huso mitótico de polos opuestos se unen a cada cromátida hermana en el cinetocoro. En la anafase, la conexión entre las cromátidas hermanas se descompone y los microtúbulos tiran de los cromosomas hacia polos opuestos.

    Durante la metafase, la “fase de cambio”, todos los cromosomas se alinean en un plano llamado placa metafásica, o el plano ecuatorial, a medio camino entre los dos polos de la célula. Las cromátidas hermanas todavía están fuertemente unidas entre sí por proteínas cohesin. En este momento, los cromosomas se condensan al máximo.

    Durante la anafase, la “fase ascendente”, las proteínas cohesina se degradan y las cromátidas hermanas se separan en el centrómero. Cada cromátida, ahora llamada cromosoma, es arrastrada rápidamente hacia el centrosoma al que se une su microtúbulo. La célula se alarga visiblemente (forma ovalada) a medida que los microtúbulos polares se deslizan uno contra el otro en la placa metafásica donde se superponen.

    Durante la telofase, la “fase de distancia”, los cromosomas alcanzan los polos opuestos y comienzan a descondensarse (desentrañarse), relajándose en una configuración de cromatina. Los husillos mitóticos se despolimerizan en monómeros de tubulina que se utilizarán para ensamblar componentes citoesqueléticos para cada célula hija. Las envolturas nucleares se forman alrededor de los cromosomas y los nucleosomas aparecen dentro del área nuclear.

    Citocinesis

    La citocinesis, o “movimiento celular”, es la segunda etapa principal de la fase mitótica durante la cual la división celular se completa a través de la separación física de los componentes citoplásmicos en dos células hijas. La división no está completa hasta que los componentes celulares han sido distribuidos y completamente separados en las dos células hijas. Aunque las etapas de la mitosis son similares para la mayoría de los eucariotas, el proceso de citocinesis es bastante diferente para los eucariotas que tienen paredes celulares, como las células vegetales.

    En células como las células animales, que carecen de paredes celulares, la citocinesis sigue al inicio de la anafase. Un anillo contráctil compuesto por filamentos de actina se forma justo dentro de la membrana plasmática en la placa de metafase anterior. Los filamentos de actina tiran del ecuador de la célula hacia adentro, formando una fisura. Esta fisura o “grieta” se llama surco de escisión. El surco se profundiza a medida que el anillo de actina se contrae; eventualmente la membrana se escinde en dos.

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    Figura\(\PageIndex{1}\): Citocinesis: Durante la citocinesis en células animales, se forma un anillo de filamentos de actina en la placa de metafase. El anillo se contrae, formando un surco de escisión, que divide la célula en dos. En las células vegetales, las vesículas de Golgi se unen en la placa de metafase anterior, formando un phragmoplast. Una placa celular formada por la fusión de las vesículas del phragmoplasto crece desde el centro hacia las paredes celulares y las membranas de las vesículas se fusionan para formar una membrana plasmática que divide la célula en dos.

    En las células vegetales, se debe formar una nueva pared celular entre las células hijas. Durante la interfase, el aparato de Golgi acumula enzimas, proteínas estructurales y moléculas de glucosa antes de romperse en vesículas y dispersarse por toda la célula en división. Durante la telofase, estas vesículas de Golgi se transportan en microtúbulos para formar un phragmoplast (una estructura vesicular) en la placa de metafase. Allí, las vesículas se fusionan y se unen desde el centro hacia las paredes celulares; esta estructura se llama placa celular. A medida que se fusionan más vesículas, la placa celular se agranda hasta fusionarse con las paredes celulares en la periferia de la célula. Las enzimas utilizan la glucosa que se ha acumulado entre las capas de la membrana para construir una nueva pared celular. Las membranas de Golgi se convierten en partes de la membrana plasmática a cada lado de la nueva pared celular.

    Fase G 0

    No todas las células se adhieren al patrón clásico del ciclo celular en el que una célula hija recién formada ingresa inmediatamente a las fases preparatorias de la interfase, seguida de cerca por la fase mitótica. Las células en fase G 0 no se están preparando activamente para dividirse. La célula se encuentra en una etapa de reposo (inactiva) que ocurre cuando las células salen del ciclo celular. Algunas celdas ingresan temporalmente a G 0 hasta que una señal externa desencadena el inicio de G 1. Otras células que nunca o raramente se dividen, como el músculo cardíaco maduro y las células nerviosas, permanecen en G 0 de forma permanente.

    Puntos Clave

    • Durante la profase, el núcleo desaparece, se forman fibras del huso y el ADN se condensa en cromosomas (cromátidas hermanas).
    • Durante la metafase, las cromátidas hermanas se alinean a lo largo del ecuador de la célula uniendo sus centrómeros a las fibras del huso.
    • Durante la anafase, las cromátidas hermanas son separadas en el centrómero y son empujadas hacia polos opuestos de la célula por el huso mitótico.
    • Durante la telofase, los cromosomas llegan a polos opuestos y se desenrollan en finas hebras de ADN, las fibras del huso desaparecen y la membrana nuclear reaparece.
    • La citocinesis es la división real de la membrana celular; las células animales se pellizcan, mientras que las células vegetales forman una placa celular que se convierte en la nueva pared celular.
    • Las células ingresan a la fase G 0 (inactiva) después de que salen del ciclo celular cuando no se están preparando activamente para dividirse; algunas células permanecen en la fase G 0 de forma permanente.

    Términos Clave

    • cariocinesis: (mitosis) la primera porción de la fase mitótica en la que tiene lugar la división del núcleo celular
    • centrosoma: un orgánulo cerca del núcleo en el citoplasma de la mayoría de los organismos que controla la organización de sus microtúbulos y da lugar al huso mitótico
    • citocinesis: la segunda porción de la fase mitótica en la que el citoplasma de una célula se divide tras la división del núcleo

    Contribuciones y Atribuciones

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