Citocinesis en Células Vegetales y Animales

En células animales, en la región situada entre los dos núcleos se forma un anillo contráctil de haces de microfilamentos de actina y miosina. Este va constriñendo el ecuador de la célula madre, que adquiere la forma típica de reloj de arena. A medida que el anillo se estrecha, origina un surco de segmentación que termina por estrangular el citoplasma y separar completamente las dos células hijas.

En células vegetales, la pared celulósica no permite el estrangulamiento, por lo que la citocinesis ocurre por formación de un tabique de separación (fragmoplasto) que divide a la célula madre en dos células hijas, formado por la fusión de los microtúbulos polares residuales del huso mitótico con vesículas del aparato de Golgi.

Componentes Celulares Clave

Los CROMOSOMAS (tenemos 46 en total) son cada uno de los pequeños cuerpos en forma de bastoncillos en que se organiza la cromatina del núcleo celular durante las divisiones celulares.

Las CROMÁTIDAS corresponden a cada una de las copias de un fragmento de ADN tras la duplicación.

La forma compacta que adquiere el ADN unido a histonas en el núcleo interfásico se conoce como CROMATINA.

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El nucleoplasma: es una matriz semifluida situada en el interior del núcleo que contiene tanto el material cromatínico como el no cromatínico.

El nucléolo: en el nucléolo se realiza la síntesis del ARNr y el procesado y empaquetamiento de subunidades ribosómicas, que tarde son exportadas al citosol. Es indispensable para el desarrollo normal de la mitosis, si bien desaparece durante la misma.

Orgánulo más o menos esférico, próximo a la envoltura nuclear.

Número de Cromosomas

Diploides (2n) = tienen en sus células dos juegos de cromosomas, uno heredado del padre y otro de la madre.

Parejas de homólogos: los cromosomas los forman y contienen información genética para los mismos caracteres.

Haploides = células reproductoras o gametos, solo presentan 1 juego de cromosomas.

Ciclo Celular

Es el conjunto de cambios que sufre una célula desde que se ha formado hasta que se divide para dar a dos células hijas.

  • Interfase: la célula aumenta de tamaño y duplica su material genético preparándose para la división celular. Tres subfases: G1, S y G2
    • Fase G1. Se sintetizan las proteínas necesarias para que la célula aumente de tamaño. Comienza al acabar la fase M. Para algunas células, el ciclo se detiene en la fase G1 y entran en un periodo de quiescencia (G0). En esta fase quedan detenidas las células que no se van a volver a dividir.
    • Fase S (de síntesis). Se produce la replicación del ADN y se sintetizan las nuevas histonas. Como resultado, cada cromosoma está formado por dos cromátidas hermanas idénticas unidas por el centrómero.
    • Fase G2. La célula puede aumentar ligeramente de tamaño. Se transcriben y traducen genes que codifican las proteínas necesarias para que la célula se divida y se duplican los centriolos. Esta fase finaliza en el momento en que se inicia la condensación de los cromosomas para comenzar la mitosis.
    • Fase M: al acabar la fase M, cada célula hija iniciará un nuevo ciclo celular.
    • Citocinesis

Mitosis

División del núcleo y reparto equitativo del material hereditario duplicado durante la fase S.

    1. PROFASE: la cromatina se condensa y se forman cromosomas bien definidos, formados por dos cromátidas hermanas unidas por el centrómero. El nucléolo desaparece. Empieza a formarse el huso mitótico que es una estructura formada por microtúbulos y proteínas asociadas, se forma fuera del núcleo entre los centrosomas en separación.
    2. PROMETAFASE: se inicia con la desintegración de la membrana nuclear. En los centrómeros de cada cromosoma se forman unos complejos proteicos especializados, llamados cinetocoros que se unen a los microtúbulos cinetocóricos, el resto de los microtúbulos pasan a llamarse polares.
    3. METAFASE: el huso acromático se extiende entre los dos polos de la célula. Los microtúbulos cinetocóricos empujan a los cromosomas de manera lenta y progresiva hasta situarlos en el plano medio del huso acromático, formando la placa metafísica. Los centrómeros se colocan perpendiculares al eje formado por los dos centrosomas, de manera que cada una de las cromátidas que forman el cromosoma metafásico quede orientada hacia un polo.
    4. ANAFASE: las dos cromátidas de cada cromosoma se separan por el centrómero de forma simultánea hacia polos opuestos arrastrados por los microtúbulos cinetocóricos. Los microtúbulos polares se alargan y separan cada vez más los dos polos del huso acromático. La anafase acaba cuando los cromosomas constituidos por una cromátida, llegan a los polos.
    5. TELOFASE: las cromátidas hermanas llegan a los polos y los microtúbulos cinetocóricos desaparecen, mientras que los polares se alargan aún más. Los nucléolos vuelven a formarse y los cromosomas comienzan a descondensarse, reapareciendo alrededor de cada grupo de cromosomas la membrana nuclear. Se delimitan dos zonas nucleares, una en cada polo de la célula.
    6. CITOCINESIS: es la última de las etapas de la FASE M: el citoplasma y los orgánulos citoplasmáticos se reparten de manera equitativa entre las dos células hijas. ANIMALES (anillo contráctil), VEGETAL (fragmoplasto).

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Meiosis

Tiene como objetivo producir células haploides (n cromosomas), con la mitad del contenido de ADN. Estas células son los gametos que se reproducen sexualmente.

Meiosis 1

Se aparean los cromosomas homólogos y se produce el intercambio de material hereditario, los cromosomas se reducen a la mitad.

  1. PROFASE 1: etapa más compleja y se divide en 5 subfases.
    1. Leptoteno: los cromosomas se condensan. Cada uno está formado por dos cromátidas estrechamente unidas que no se distinguen hasta el final de la profase. Cada cromosoma está unido por sus extremos a la envoltura nuclear mediante placas de unión.
    2. Cigoteno: los cromosomas homólogos se aparean hasta quedar alineados punto a punto. Este apareamiento se llama sinapsis y se produce a través de una estructura proteica. Cada par cromosómico apareado formado por dos cromosomas y cuatro cromátidas se llama tétrada.
    3. Paquiteno: las cromátidas de los bivalentes se acortan, y se produce el sobrecruzamiento o intercambio de material genético entre las cromátidas de los cromosomas homólogos. La consecuencia de este sobrecruzamiento es el intercambio de genes.
    4. Diploteno: los cromosomas homólogos inician su separación, permaneciendo unidos por los puntos donde ha tenido lugar el sobrecruzamiento denominados quiasmas.
    5. Diacinesis: los cromosomas se condensan al máximo y sus dos cromátidas son visibles. Cada par cromátidas hermanas está unido por el centrómero, mientras que cada par de cromosomas permanece unido por los quiasmas que se producen entre cromátidas no hermanas. Desaparecen el nucléolo y la envoltura nuclear, se forma el huso acromático y comienzan a formarse las fibras cinetocóricas.
  2. METAFASE 1: en la placa ecuatorial se colocan las tétradas unidas por los quiasmas. Los centrómeros de cada par de homólogos se disponen en los lados opuestos de la placa pero los cinetocoros de las cromátidas que pertenecen al mismo cromosoma están fusionados y se orientan hacia el mismo polo.
  3. ANAFASE 1: los pares de cromosomas homólogos comienzan a separarse hacia polos opuestos. Los dos cinetocoros se han fusionado y no se separan cromátidas como en la anafase mitótica, sino cromosomas completos. Cada cromosoma de un par, formado por dos cromátidas en las que ha habido recombinación genética, se dirige a un polo de la célula.
  4. TELOFASE 1: reaparecen la membrana nuclear y el nucléolo, mientras que los cromosomas sufren una pequeña descondensación. Se obtienen dos células hijas con la mitad de los cromosomas que tenía la célula madre y con dos cromátidas cada una de ellas recombinadas al azar.

Meiosis 2

Se desarrolla del mismo modo que la mitosis y lo hace simultáneamente en las dos células hijas. Antes de comenzar, se produce una corta interfase en la que no hay síntesis de ADN.

  1. PROFASE 2: desaparece la membrana nuclear, los cromosomas se condensan y se forma el huso acromático.
  2. METAFASE 2: los cromosomas se sitúan en la placa ecuatorial. Cada uno está compuesto por dos cromátidas unidas por el centrómero y cada una tiene asociado un cinetocoro.
  3. ANAFASE 2: se separan los centrómeros y cada cromátida emigra hacia polos opuestos.
  4. TELOFASE 2: los cromosomas se desespiralizan y se rodean de una membrana nuclear. Se produce la citocinesis y se obtienen 4 células hija, cada una de las cuales tiene la mitad de los cromosomas (la mitad de ADN) de la célula madre. Son células haploides y genéticamente distintas, ya que tienen algunos de sus cromosomas recombinados.