Anafase: ¿Qué sucede en esta etapa de la mitosis y la meiosis?

Las células se consideran las unidades fundamentales de la vida, dado que son las entidades biológicas más pequeñas que incluyen todos los atributos básicos de los seres vivos: ADN, funciones metabólicas, una forma de mantener el equilibrio químico, etc. de hecho, algunos organismos están formados por una sola célula (p. ej., bacterias). La función primaria de las células, vista desde la perspectiva desapasionada de la naturaleza, es la misma que la de sus organismos progenitores: hacer copias de sí mismas y transmitir su información genética a las generaciones posteriores. este imperativo evolutivo significa que en un momento dado, casi todas las células vivas están dividiendo o llevando a cabo procesos orientados a completar la siguiente división.

en contraste con las bacterias, que representan casi todos los organismos en el grupo procariota, los eucariotas (es decir, plantas, animales y hongos) son, con raras excepciones, multicelulares. tienen órganos y tejidos especializados y, en consecuencia, tienen tipos de células muy variables; por ejemplo, una célula del hígado se ve marcadamente diferente de una célula muscular bajo un microscopio. por lo tanto, cuando estas células somáticas (es decir, el cuerpo) de los eucariotas se dividen, es con el propósito de crecimiento, reparación de daños o reemplazo de células que no están dañadas pero que simplemente se han desgastado con el tiempo. el tipo de división celular, o específicamente, la división del material genético dentro del núcleo, que se asocia con estas funciones no reproductivas se llama mitosis e incluye cinco fases: profase ,Promesafase , metafase , anafase y telofase . La anafase es quizás la más llamativa y elegante, ya que es el paso corto pero trascendental en el que los cromosomas duplicados , los portadores del material genético de los organismos eucarióticos, en realidad se separan.

El ácido desoxirribonucleico (ADN) es el material genético de todos los seres vivos en la tierra. "material genético" se refiere a cualquier materia a nivel molecular que se encargue de almacenar y transmitir información, ya sea a otras células del mismo organismo o a un organismo completamente nuevo. Como puede haber visto antes de ver dramas legales o seguir juicios penales reales, el ADN funciona como una huella microscópica; Cada ser humano es único, aparte de gemelos idénticos, trillizos, etc.

El ADN consiste en largas cadenas de unidades llamadas nucleótidos. estos constan de tres componentes químicos distintos: un azúcar de cinco carbonos (desoxirribosa), un grupo fosfato y una base nitrogenada. el "esqueleto" de la cadena de ADN se forma alternando los grupos de azúcar y fosfato, mientras que las bases en cada nucleótido están unidas a la porción de azúcar. el ADN es de doble cadena, con una forma helicoidal tridimensional o "sacacorchos"; Las dos cadenas están conectadas entre sí en cada nucleótido a través de sus bases.

La clave completa del código genético reside en el hecho de que existen cuatro bases de ADN diferentes, adenina (a), citosina (c), guanina (g) y timina (t). Cada nucleótido, como se señaló, contiene solo uno, por lo que una larga cadena de ADN se puede caracterizar en términos de su secuencia de bases, ya que esto explica toda la variabilidad entre las moléculas de ADN. cada triplete de bases consecutivas (p. ej., aat, cga, etc.) codifica uno de 20 de los aminoácidos que tu cuerpo produce, y los 20 aminoácidos diferentes son las subunidades de las proteínas de la misma manera que los cuatro nucleótidos diferentes son las subunidades de ADN.

Una longitud de ADN que incluye todas las bases que llevan el código para un producto de una sola proteína, fabricada en otros lugares en la célula por los ribosomas, se llama un gen .

ADN existe en procariotas como una pequeña molécula circular pequeña. los procariotas son simples y, en consecuencia, el genoma bacteriano (es decir, la colección completa de ADN) es lo suficientemente pequeño como para que no necesite ser plegado físicamente o reformado de ninguna manera para que encaje dentro de la célula.

en eucariotas, la historia es muy diferente. el genoma es lo suficientemente grande como para requerir una gran cantidad de enrollamiento, plegado y relleno para permitir que una cantidad de ADN que de otra manera alcanzaría los 2 metros de largo para caber dentro de un espacio de 1 o 2 micrones de ancho, un factor de compresión de un asombroso millón. más o menos. Esto se hace organizando el ADN en forma de cromatina, que es una proteína llamada histona combinada con el ADN mismo en una proporción de masa de aproximadamente 2 a 1. Aunque agregar masa para hacer algo más pequeño en la superficie tiene poco sentido, las propiedades electroquímicas de estas histonas permiten que el ADN se condense en exceso. además, pueden controlar la extensión de esta compresión, porque, aunque el ADN siempre está muy comprimido, su nivel de condensación varía mucho con el ciclo celular.

En la vida, la cromatina se separa en una pieza discreta llamada cromosomas. los seres humanos tienen 23 cromosomas distintos, 22 de los cuales están numerados y uno de ellos es un cromosoma sexual no numerado (x o y); Otras especies pueden tener más o menos. en las células somáticas, se encuentran en pares, porque recibe una copia de cada cromosoma de su madre y otra de su padre. Los cromosomas numerados correspondientemente se llaman cromosomas homólogos (por ejemplo, la copia del cromosoma 19 que recibe de su padre es homóloga a la copia del cromosoma 19 que hereda de su madre). Esta disposición tiene implicaciones críticas en la división celular, discutida en breve.

Las células somáticas tienen un ciclo vital distinto. La mitosis produce dos células hijas idénticas, que dividen el ADN de la célula, y la escisión asociada de la célula completa que sigue, llamada citocinesis. estas células luego ingresan en la fase ag ₁ (primer espacio), en la cual todo lo que está dentro de ellas se replica, excepto los cromosomas. en la fase s (síntesis), los cromosomas, que hasta este momento han existido como copias únicas, se replican, produciendo dos copias idénticas de (en humanos) los 46 cromosomas. estas se llaman cromátidas hermanas y se unen en un punto llamado centrómero , cuya posición difiere de un cromosoma a otro. La célula procede entonces a la g _2.Fase (segunda brecha), en la que la célula verifica la precisión de su propia replicación de ADN (los errores en la reproducción de los cromosomas, aunque son maravillosamente raros, ocurren). finalmente, la célula entra en la fase m (mitosis), que a su vez se subdivide en cinco fases propias.

La mitosis incluye cinco fases: profase, prometafase, metafase, anafase y telofase. algunas fuentes combinan prometaphase y metaaphase en una sola fase. La profase es la más larga de todas y es principalmente preparatoria, con la membrana nuclear alrededor de los cromosomas en disolución. Los cromosomas aparecen como altamente condensados ​​en la profase, y las fibras del huso , hechas de microtúbulos y encargadas de separar finalmente los cromosomas replicados, aparecen. también, dos estructuras gemelas llamadas centrosomas aparecen a cada lado de la célula, a lo largo de un eje perpendicular al que la célula se está preparando para dividir.

en prometaphase, los cromosomas migran hacia el centro de la célula, alejándose de los centrosomas, mientras que las fibras del huso también se extienden hacia el interior y se unen a los centrómeros de cada cromosoma en un punto llamado kinetochore . En la metafase propiamente dicha, los cromosomas se alinean "perfectamente" a lo largo del eje de división, denominado placa metafase, con este eje que pasa a través de sus centrómeros. después de la anafase, en la que se separan las cromátidas hermanas, viene la telofase; Esta es una inversión de facto de la profase, con nuevas membranas nucleares que se forman alrededor de los dos núcleos hijos. la célula en su conjunto luego se somete a citocinesis.

En la mitosis, la anafase está marcada por la separación de las cromátidas hermanas por las fibras del huso en cada lado de la célula. El resultado es la creación de cromosomas hijos. genéticamente, son idénticas a las cromátidas hermanas, pero la etiqueta ayuda a enfatizar el hecho de que pronto se formarán nuevas células.

En la meiosis, que es la formación de gametos o células germinales, la situación es diferente. la meiosis se divide en meiosis i y ii, y en consecuencia, cada uno de ellos incluye su propia anafase, llamada anafase i y anafase ii. en la meiosis i, los cromosomas homólogos se unen entre sí y forman una línea de 23 estructuras a lo largo de la placa metafásica, en lugar de 46 cromosomas individuales que hacen esto a la mitosis. así, en la anafase i, son los cromosomas homólogos los que se separan, no las cromátidas hermanas, por lo que los centrómeros de los cromosomas individuales permanecen intactos. esto da como resultado células hijas que contienen 23 cromosomas individuales replicados, pero estos no son idénticos entre sí gracias al intercambio de material entre cromosomas homólogos antes de la anafase i. cada una de estas células hijas meióticas no idénticas se somete a meiosis ii, que es muy similar a la mitosis ordinaria, excepto que solo 23 cromosomas están separados en sus centrómeros en lugar de 46. por lo tanto, la anafase ii es funcionalmente casi indistinguible de la anafase en la mitosis. después de la telofase ii, el resultado es un total de cuatro gametos, cada uno con 23 cromosomas; estos son espermatocitos en machos humanos y ovocitos en hembras, pero todos los eucariotas, incluidas las plantas, sufren meiosis como organismos que utilizan la reproducción sexual.

Los biólogos moleculares han considerado conveniente referirse a la anafase a y a la anafase b para describir los eventos de esta fase de división. La anafase a es la migración de los cromosomas hacia los centrosomas a través del acortamiento mecánico de los microtúbulos que sirven como fibras de conexión. Esto es lo que la mayoría de las personas con una familiaridad pasajera con la mitosis y sus fases piensan cuando se nos ocurre una "anafase", ya que la separación de las cromátidas hermanas para generar cromosomas hijos es rápida y dramática.

la palabra "kinetochore" significa "lugar de movimiento", y en muchas células, a pesar del tamaño extremadamente pequeño de las estructuras dentro de los cromosomas, así como los propios cromosomas, las fibras del huso que separan las cromátidas en el kinetochore se pueden visualizar bien usando brillo - microscopia de campo.

El aspecto clave de la anafase a es que el movimiento de las cromátidas hacia los polos de la célula en realidad se produce junto con los microtúbulos de las fibras del huso que se desmontan. esto parece significar que después de que el aparato del husillo haya proporcionado un "tirón" inicial hacia los polos, se genera suficiente impulso para que las cromátidas puedan continuar desplazándose hacia el polo, incluso cuando las fibras del husillo comienzan a desmantelarse.

La anafase b puede considerarse como una especie de elemento oculto del proceso de anafase. a veces ocurre en concierto con la anafase a, mientras que en otras células estos dos procesos se desarrollan secuencialmente.

en la anafase, cuando las cromátidas se separan y migran hacia los polos (lados) de la célula, la célula entera, por necesidad, se ensancha y se vuelve más oblonga. Si esto no ocurriera, la división posterior del núcleo no sería tan clara y daría como resultado células hijas de tamaño inadecuado. esto es impulsado por el alargamiento de algunas de las fibras del huso que se extienden desde los polos opuestos y se superponen en el medio, sin estar conectados a ningún cromosoma. estas fibras sufren una reticulación, y como resultado, estas reticulaciones "empujan" en una dirección que mueve las fibras entre ellas en direcciones opuestas. cuando lo piensas, un mecanismo que tira de las fibras de los lados de las celdas y un mecanismo que las empuja hacia afuera desde el centro en realidad están trabajando en conjunto.