Mitosis y Meiosis: Qué son y qué funcionen tienen

mitosis y meiosis

En el artículo de hoy vamos a analizar en profundidad la importancia tan radical que trae consigo la mitosis y meiosis, es decir, la división y crecimiento de las células para el mantenimiento de los seres vivos. Nos acercaremos al proceso de división celular, bucearemos por las interesantes aguas de la duplicación del material genético hasta desembarcar en los dos procesos capitales de la división celular: mitosis y meiosis. ¡Comenzamos!

Para verlo de forma más gráfica, puedes ver el siguiente vídeo.

Índice

    Qué es la mitosis

    Se trata de la reproducción celular como tal que se da en distintos tipos de células, algo en lo que se diferencia de la meiosis. De esta manera, forma dos células hijas de una madre que son idénticas. Esto de produce a través de distintas fases.

    En eucariotas los procesos de replicación del ADN y la división celular ocurren en diferentes momentos del ciclo de división celular. Durante la división celular, el ADN se condensa para formar cromosomas cortos, bien enrollados y en forma de varilla.

    Cada cromosoma se divide entonces longitudinalmente, formando dos cromátides idénticas. Cada par de cromátidas se divide entre las dos células hijas durante la mitosis, o división del núcleo, proceso en el que los cromosomas son impulsados por la unión a un haz de microtúbulos llamado huso mitótico.

    Las 5 fases de la mitosis

    Las 5 fases de la mitosis se pueden resumir en:

    1. En la profase el huso mitótico se forma y los cromosomas se condensan.
    2. En la prometafase la envoltura nuclear se rompe (en muchos pero no en todos los eucariotas) y los cromosomas se unen al huso mitótico. Ambas cromátides de cada cromosoma se unen al huso en una región cromosómica especializada llamada el cinetocoro.
    3. En la metafase, los cromosomas condensados se alinean en un plano a través del ecuador del huso mitótico.
    4. La anafase sigue mientras las cromátides separadas se mueven abruptamente hacia los polos opuestos del huso.
    5. Finalmente, en la telofase se forma una nueva envoltura nuclear alrededor de cada conjunto de cromátides desenredadas.

    La división y el crecimiento de las células: Mitosis y Meiosis

    Un rasgo esencial de la mitosis es la unión de las cromátidas a los polos opuestos del huso mitótico. Esto asegura que cada una de las células hijas recibirá un conjunto completo de cromosomas. El huso mitótico está compuesto de microtúbulos, cada uno de los cuales es un ensamblaje tubular de moléculas de la proteína tubulina.

    Algunos microtúbulos se extienden de un polo del huso a otro, mientras que una segunda clase se extiende de un polo del huso a una cromátida. Los microtúbulos pueden crecer o encogerse por la adición o eliminación de moléculas de tubulina. El acortamiento de los microtúbulos fusiformes en anafase impulsa a las cromátidas adheridas a los polos fusiformes, donde se desenredan para formar nuevos núcleos.

    Los dos polos del huso mitótico están ocupados por centrosomas, que organizan los conjuntos de microtúbulos. En las células animales cada centrosoma contiene un par de centríolos cilíndricos, que a su vez están compuestos por complejos conjuntos de microtúbulos. Los centríolos se duplican en un momento preciso del ciclo de división celular, generalmente cerca del comienzo de la replicación del ADN.

    Después de la mitosis viene la citoquinesis, la división del citoplasma. Este es otro proceso en el que las células animales y vegetales difieren. En las células animales la citoquinesis se logra a través de la constricción de la célula por un anillo de microfilamentos contráctiles que consisten en actina y miosina, las proteínas implicadas en la contracción muscular y otras formas de movimiento celular.

    En las células vegetales el citoplasma se divide por la formación de una nueva pared celular, llamada placa celular, entre las dos células hijas. La placa celular surge de pequeñas vesículas derivadas del Golgi que se unen en un plano a través del ecuador del huso telofásico tardío para formar una estructura en forma de disco.

    En este proceso, cada vesícula contribuye con su membrana a las membranas celulares en formación y su contenido de matriz a la pared celular en formación. Un segundo conjunto de vesículas extiende el borde de la placa celular hasta que alcanza y se fusiona con los lados de la célula madre, separando así completamente las dos nuevas células hijas. En este punto, la síntesis de celulosa comienza, y la placa celular se convierte en una pared celular primaria.

    Qué es la meiosis

    Por otra parte tenemos la meiosis que se trata de un proceso por el que se reproducen células diploides, es decir, las que contienen un número doble de cromosomas y que participan en la división de células de la reproducción sexual.

    Una división especializada de cromosomas llamada meiosis ocurre durante la formación de las células reproductivas, o gametos, de los organismos que se reproducen sexualmente. Los gametos como los óvulos, el esperma y el polen comienzan como células germinales, que, como otros tipos de células, tienen dos copias de cada gen en sus núcleos. Los cromosomas compuestos de estos genes coincidentes se llaman homólogos.

    Durante la replicación del ADN, cada cromosoma se duplica en dos cromátidas unidas. Los cromosomas homólogos son entonces separados a polos opuestos del huso mitótico por microtúbulos similares a los del huso mitótico. En esta etapa de la meiosis de las células germinales, hay una diferencia crucial con la mitosis de otras células.

    En la meiosis las dos cromátidas que componen cada cromosoma permanecen juntas, de modo que cromosomas enteros se separan de sus parejas homólogas. Se produce entonces una división celular, seguida de una segunda división que se asemeja más a la mitosis en el sentido de que separa las dos cromátidas de cada cromosoma restante.

    De esta manera, cuando la meiosis se completa, cada gameto maduro recibe sólo una copia de cada gen en lugar de las dos copias presentes en otras células.

    Las 4 fases de la meiosis

    1. Interfase: cuando el ADN se separa en dos y se puede contemplar con microscopio una línea divisoria.
    2. Profase: aquí se cruzan los cromosomas permitiendo que la membrana de la célula se separe.
    3. Anafase: finalmente, ambas células que se han originado se separan por completo y ambas se acercan al cuerpo celular para seguir duplicándose y creciendo.
    4. Telofase: en esta última fase, cada membrana celular se forma por separado en cada una de las nuevas células producidas. Las células ya completas vuelven a dividirse, formando más células siguiendo el mismo proceso.

    La meiosis forma 4 células genéticamente idénticas

    La división y el crecimiento de las células: citoquinesis

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    La división y el crecimiento de las células

    En los organismos unicelulares, la división celular es el medio empleado de reproducción, mientras que, en los organismos multicelulares, es el medio de crecimiento y mantenimiento de los tejidos. La supervivencia de los eucariontes depende de las interacciones entre muchos tipos de células, por lo que es esencial que se mantenga una distribución equilibrada de todos ellos.

    Esto se logra mediante el proceso altamente regulado de la proliferación celular. El crecimiento y la división de las diferentes poblaciones celulares se regulan de diferentes maneras, pero los mecanismos básicos son similares en todos los organismos multicelulares.

    La mayoría de los tejidos del cuerpo crecen aumentando su número de células, pero este crecimiento está muy regulado para mantener un equilibrio entre los diferentes tejidos. En los adultos, la mayor parte de la división celular está involucrada en la renovación de los tejidos más que en el crecimiento, y muchos tipos de células se someten a un continuo reemplazo.

    Las células de la piel, por ejemplo, se desprenden y se reemplazan constantemente; en este caso, las células diferenciadas maduras no se dividen, sino que su población se renueva mediante la división de las células madre inmaduras. En algunas otras células, como las del hígado, las células maduras siguen siendo capaces de dividirse para permitir el crecimiento o la regeneración después de una lesión.

    La división y el crecimiento de las células: Mitosis y Meiosis

    En contraste con estas pautas, otros tipos de células no pueden dividirse o se les impide la división por ciertas moléculas producidas por células cercanas. Como resultado, en el organismo adulto, algunos tejidos tienen una capacidad muy reducida para renovar las células dañadas o enfermas.

    Entre los ejemplos de esos tejidos se encuentran el músculo cardíaco, las células nerviosas del sistema nervioso central y las células del cristalino en los mamíferos. El mantenimiento y la reparación de estas células se limita a reemplazar los componentes intracelulares en lugar de reemplazar células enteras.

    Duplicación del material genético durante la mitosis y meiosis

    Antes de que una célula pueda dividirse, debe duplicar con precisión y por completo la información genética codificada en su ADN para que las células de su progenie funcionen y sobrevivan. Este es un problema complejo debido a la gran longitud de las moléculas de ADN.

    Cada cromosoma humano cuenta con una larga espiral doble, o hélice, cada hebra de las cuales consta de más de 100 millones de nucleótidos.

    La duplicación del ADN se llama replicación de ADN, y se inicia por enzimas complejas llamadas polimerasas de ADN. Estas progresan a lo largo de la molécula, leyendo las secuencias de nucleótidos que se unen para formar cadenas de ADN. Cada hebra de la doble hélice del ADN, por lo tanto, actúa como una plantilla que especifica la estructura de los nucleótidos de una nueva cadena de crecimiento.

    Después de la replicación, cada una de las dos hélices dobles de ADN hija consiste en una cadena de ADN parental enrollada alrededor de una cadena de ADN recién sintetizada.

    Para que el ADN se replique, las dos cadenas deben desenrollarse una de la otra. Las enzimas llamadas helicesas desenrollan las dos cadenas de ADN, y proteínas adicionales se unen a las cadenas separadas para estabilizarlas y evitar que se emparejen de nuevo.

    Además, una importante clase de enzima llamada topoisomerasa de ADN elimina las torsiones helicoidales cortando una o ambas hebras y luego volviendo a sellar el corte. Estas enzimas también pueden desenredar y desatar el ADN cuando se enrolla fuertemente en una fibra de cromatina.

    La división y el crecimiento de las células: cadena de adn

    En el ADN circular de los procariotas, la replicación comienza en un sitio único llamado el origen de la replicación y luego procede en ambas direcciones alrededor de la molécula hasta que los dos procesos se encuentran, produciendo dos moléculas hijas.

    En procariotas de rápido crecimiento, una segunda ronda de replicación puede comenzar antes de que la primera haya terminado. La situación en los eucariotas es más complicada, ya que la replicación se mueve más lentamente que en los procariotas. Con 500 a 5.000 nucleótidos por minuto (frente a los 100.000 nucleótidos por minuto en procariotas), un cromosoma humano tardaría alrededor de un mes para replicarse si se inicia en un solo lugar.

    En realidad, la replicación comienza en muchos sitios en los cromosomas largos de animales, plantas y hongos. Las distancias entre los sitios de iniciación adyacentes no siempre son las mismas; por ejemplo, están más cerca en las células embrionarias de división rápida de las ranas o las moscas que en las células adultas de la misma especie.

    La replicación exacta del ADN es crucial para asegurar que las células hijas tengan copias exactas de la información genética para sintetizar las proteínas. La precisión se logra mediante la capacidad de "corrección" de la propia ADN polimerasa, es decir, ésta es capaz de borrar sus propios errores y luego sintetizar todo de nuevo. También hay sistemas de reparación que corrigen el daño genético del ADN.

    Por ejemplo, la incorporación de un nucleótido incorrecto, o el daño causado por agentes mutagénicos, puede corregirse cortando una sección de la cadena hija y copiando la cadena parental. Esperamos que te haya servido útil nuestra guía sobre la mitosis y meiosis.

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