Ciclo celular: definición, fases, regulación y hechos

Ciclo celular: definición, fases, regulación y hechos

divisi√≥n celularEs vital para el crecimiento y la salud de un organismo. casi todas las c√©lulas participan en la divisi√≥n celular; Algunos lo hacen varias veces en sus vidas. un organismo en crecimiento, como un embri√≥n humano, utiliza la divisi√≥n celular para aumentar el tama√Īo y la especializaci√≥n de los √≥rganos individuales. Incluso los organismos maduros, como un humano adulto retirado, usan la divisi√≥n celular para mantener y reparar el tejido corporal. el ciclo celular describe el proceso mediante el cual las c√©lulas realizan sus tareas designadas, crecen y se dividen, y luego comienzan el proceso nuevamente con las dos c√©lulas hijas resultantes. En el siglo XIX, los avances tecnol√≥gicos en microscop√≠a permitieron a los cient√≠ficos determinar que todas las c√©lulas surgen de otras c√©lulas a trav√©s del proceso de divisi√≥n celular. esto finalmente refut√≥ la creencia generalizada de que las c√©lulas se generaban espont√°neamente a partir de la materia disponible. El ciclo celular es responsable de toda la vida en curso. Independientemente de si ocurre en las c√©lulas de algas que se adhieren a una roca en una cueva o en las c√©lulas de la piel de su brazo, los pasos son los mismos.

las fases del ciclo celular

El ciclo celular consiste esencialmente en dos fases. La primera fase es la interfase. durante la interfase, la c√©lula se prepara para la divisi√≥n celular en tres subfases llamados g 1 fase , s fase y g 2 fase . Al final de la interfase, todos los cromosomas en el n√ļcleo celular se han duplicado. A trav√©s de todas estas etapas, la c√©lula tambi√©n contin√ļa con sus funciones diarias, cualesquiera que sean. La interfase puede durar d√≠as, semanas, a√Īos y, en algunos casos, durante toda la vida √ļtil del organismo. la mayor√≠a de las c√©lulas nerviosas nunca abandonan la etapa g 1 de la interfase, por lo que los cient√≠ficos han designado una etapa especial para las c√©lulas como ellas llamadas g 0. esta etapa es para las c√©lulas nerviosas y otras c√©lulas que no entrar√°n en un proceso de divisi√≥n celular. a veces esto se debe a que simplemente no est√°n listos o no est√°n designados para hacerlo, como las c√©lulas nerviosas o las c√©lulas musculares, y eso se denomina estado de inactividad. otras veces, son demasiado viejas o est√°n da√Īadas, y eso se llama un estado de senescencia. ya que las c√©lulas nerviosas est√°n separadas del ciclo celular, su da√Īo es en su mayor√≠a irreparable, a diferencia de un hueso roto, y esta es la raz√≥n por la que las personas con lesiones en la columna vertebral o el cerebro a menudo tienen discapacidades permanentes.

La segunda fase del ciclo celular se llama mitosis o fase m . Durante la mitosis, el n√ļcleo se divide en dos, enviando una copia de cada cromosoma duplicado a cada uno de los dos n√ļcleos. Hay cuatro etapas de la mitosis , y √©stas son profase , metafase , anafase y telofase . aproximadamente al mismo tiempo que ocurre la mitosis, ocurre otro proceso, llamado citocinesis, que es casi su propia fase. este es el proceso por el cual el citoplasma de la c√©lula, y todo lo dem√°s en √©l, se divide. de esa manera, cuando el n√ļcleo se divide en dos, hay dos de todo en la c√©lula circundante para ir con cada n√ļcleo. Una vez que se completa la divisi√≥n, la membrana plasm√°tica se cierra alrededor de cada nueva c√©lula y se aplasta, dividiendo las dos nuevas c√©lulas id√©nticas por completo. Inmediatamente, ambas c√©lulas est√°n en la primera etapa de la interfase nuevamente: g 1 .

interfase y sus subfases

g 1 representa la fase de la brecha 1. el t√©rmino "brecha" proviene de un momento en que los cient√≠ficos descubrieron la divisi√≥n celular bajo el microscopio y consideraron que la etapa mit√≥tica era muy emocionante e importante. observaron la divisi√≥n del n√ļcleo y el proceso citoquin√©tico que lo acompa√Īaba como prueba de que todas las c√©lulas proven√≠an de otras c√©lulas. Las etapas de la interfase , sin embargo, parec√≠an est√°ticas e inactivas. por lo tanto, pensaron en ellos como per√≠odos de descanso, o brechas en la actividad. la verdad, sin embargo, es que g 1 - y g 2al final de la interfase - son per√≠odos de gran crecimiento para la c√©lula, en los que la c√©lula crece en tama√Īo y contribuye al bienestar del organismo en cualquier forma en que haya "nacido" para hacerlo. Adem√°s de sus funciones celulares regulares, la c√©lula construye mol√©culas como las prote√≠nas y el √°cido ribonucleico (ARN).

Si el ADN de la c√©lula no est√° da√Īado y la c√©lula ha crecido lo suficiente, pasa a la segunda etapa de la interfase, llamada fase s. Esto es corto para la fase de s√≠ntesis. Durante esta fase, como su nombre indica, la c√©lula dedica una gran cantidad de energ√≠a a la s√≠ntesis de mol√©culas. espec√≠ficamente, la c√©lula replica su ADN, duplicando sus cromosomas. los humanos tienen 46 cromosomas en sus c√©lulas som√°ticas, que son todas c√©lulas que no son c√©lulas reproductivas (espermatozoides y √≥vulos). Los 46 cromosomas est√°n organizados en 23 pares hom√≥logos que se unen. cada cromosoma en un par hom√≥logo se llama el hom√≥logo del otro. cuando los cromosomas se duplican durante la fase s, se enrollan muy estrechamente alrededor de las cadenas de prote√≠nas de histonas llamadas cromatina, lo que hace que el proceso de duplicaci√≥n sea menos propenso a los errores de replicaci√≥n del ADN, o mutaci√≥n. Los dos nuevos cromosomas id√©nticos ahora se llaman crom√°tidas.. hebras de histonas se unen a las dos crom√°tidas id√©nticas para formar una especie de forma x. el punto donde est√°n unidos se llama un centr√≥mero. Adem√°s, las crom√°tidas a√ļn est√°n unidas a su hom√≥logo, que ahora tambi√©n es un par de crom√°tidas en forma de x. cada par de crom√°tidas se llama cromosoma; La regla general es que nunca hay m√°s de un cromosoma unido a un centr√≥mero.

La √ļltima etapa de la interfase es g 2 , o fase 2 de gap . Esta fase recibi√≥ su nombre por las mismas razones que g 1 . al igual que durante g 1En la fase s, la c√©lula permanece ocupada con sus tareas t√≠picas a lo largo de la etapa, incluso cuando finaliza el trabajo de interfase y se prepara para la mitosis. Para prepararse para la mitosis, la c√©lula divide sus mitocondrias, as√≠ como sus cloroplastos (si tiene alguno). comienza a sintetizar los precursores de las fibras del huso, que se llaman microt√ļbulos. los hace replicando y apilando los centr√≥meros de los pares de crom√°tidas en su n√ļcleo. las fibras del huso ser√°n cruciales para el proceso de divisi√≥n nuclear durante la mitosis, cuando los cromosomas tendr√°n que separarse en los dos n√ļcleos de separaci√≥n; Asegurarse de que los cromosomas correctos lleguen al n√ļcleo correcto y permanezcan emparejados con el hom√≥logo correcto son cruciales para prevenir las mutaciones gen√©ticas.

La ruptura de la membrana nuclear en profase.

Los marcadores divisorios entre las fases del ciclo celular y las subfases de interfase y mitosis son artificios que los cient√≠ficos utilizan para poder describir el proceso de divisi√≥n celular. En la naturaleza, el proceso es fluido e interminable. La primera etapa de la mitosis se llama profase . comienza con los cromosomas en el estado en que se encontraban al final del g 2Etapa de la interfase, replicada con crom√°tidas hermanas unidas por centr√≥meros. durante la profase, la cadena de cromatina se condensa, lo que permite que los cromosomas (es decir, cada par de crom√°tidas hermanas) se hagan visibles bajo microscop√≠a √≥ptica. los centr√≥meros contin√ļan creciendo en microt√ļbulos, que forman fibras de huso. Al final de la profase, la membrana nuclear se rompe y las fibras del huso se conectan para formar una red estructural a lo largo del citoplasma de la c√©lula. Ya que los cromosomas ahora est√°n flotando libremente en el citoplasma, las fibras del huso son el √ļnico soporte que las mantiene alejadas de la flotaci√≥n.

El ecuador del huso en metafase.

la c√©lula se mueve hacia la metafase tan pronto como la membrana nuclear se disuelve. Las fibras del huso mueven los cromosomas al ecuador de la c√©lula. Este plano se conoce como el ecuador del huso o la placa metaf√°sica. no hay nada tangible all√≠; es simplemente un plano donde todos los cromosomas se alinean, y que bisecta la c√©lula horizontal o verticalmente, dependiendo de c√≥mo est√© viendo o imaginando la c√©lula (para una representaci√≥n visual de esto, vea recursos). en los humanos, hay 46 centr√≥meros, y cada uno est√° unido a un par de hermanas cromatidas. El n√ļmero de centr√≥meros depende del organismo. Cada centr√≥mero est√° conectado a dos fibras del huso. Las dos fibras del huso divergen una vez que salen del centr√≥mero, de modo que se conectan a estructuras en los polos opuestos de la c√©lula.

Dos n√ļcleos en anafase y telofase.

la célula se transforma en anafase, que es la más breve de las cuatro fases de la mitosis. Las fibras del huso que conectan los cromosomas a los polos de la célula se acortan y se alejan hacia sus polos respectivos. Al hacerlo, separan los cromosomas a los que están unidos. los centromeres también se dividen en dos mientras que la mitad viaja con cada hermana cromatida hacia un polo opuesto. Ya que cada cromátida ahora tiene su propio centrómero, nuevamente se le llama cromosoma. Mientras tanto, las diferentes fibras de huso unidas a ambos polos se alargan, lo que hace que la distancia entre los dos polos de la célula crezca, de modo que la célula se aplana y se alarga. El proceso de la anafase ocurre de tal manera que al final, cada lado de la célula contiene una copia de cada cromosoma.

La telofase es la cuarta y √ļltima etapa de la mitosis. en esta etapa, los cromosomas extremadamente compactos, que se condensaron para aumentar la precisi√≥n de la replicaci√≥n, se desenrollan a s√≠ mismos. las fibras del huso se disuelven, y un org√°nulo celular llamado ret√≠culo endopl√°smico sintetiza nuevas membranas nucleares alrededor de cada conjunto de cromosomas. esto significa que la c√©lula ahora tiene dos n√ļcleos, cada uno con un genoma completo. La mitosis est√° completa.

citocinesis animal y vegetal

Ahora que el n√ļcleo se ha dividido, el resto de la c√©lula tambi√©n debe dividirse para que las dos c√©lulas puedan separarse. Este proceso se conoce como citocinesis.. es un proceso separado de la mitosis, aunque a menudo ocurre con la mitosis. ocurre de manera diferente en las c√©lulas animales y vegetales, porque cuando las c√©lulas animales solo tienen una membrana de c√©lulas plasm√°ticas, las c√©lulas vegetales tienen una pared celular r√≠gida. en ambos tipos de c√©lulas, ahora hay dos n√ļcleos distintos en una c√©lula. En las c√©lulas animales, se forma un anillo contr√°ctil en el punto medio de la c√©lula. Este es un anillo de microfilamentos que cincha alrededor de la c√©lula, apretando la membrana plasm√°tica en el centro como un cors√© hasta que se crea lo que se conoce como un surco de escisi√≥n. en otras palabras, el anillo contr√°ctil hace que la celda forme una forma de reloj de arena que se vuelve m√°s y m√°s pronunciada, hasta que la celda se enreda en dos celdas separadas por completo. En las c√©lulas de las plantas, un org√°nulo llamado el complejo de Golgi crea ves√≠culas, que son bolsas de l√≠quido unidas a la membrana a lo largo del eje que divide la c√©lula entre los dos n√ļcleos. esas ves√≠culas contienen polisac√°ridos que son necesarios para formar la placa celular, y la placa celular eventualmente se fusiona y se convierte en parte de la pared celular que una vez alberg√≥ la c√©lula √ļnica original, pero ahora alberga dos c√©lulas.

regulación del ciclo celular

el ciclo celular requiere una gran cantidad de regulaci√≥n para asegurarse de que no contin√ļe sin que se cumplan ciertas condiciones dentro y fuera de la celda. sin esa regulaci√≥n, habr√≠a mutaciones gen√©ticas sin control, crecimiento de c√©lulas fuera de control (c√°ncer) y otros problemas. El ciclo de la celda tiene una serie de puntos de control para asegurarse de que las cosas est√©n avanzando correctamente. Si no lo son, se hacen reparaciones o se inicia la muerte celular programada. Uno de los principales reguladores qu√≠micos del ciclo celular es la quinasa dependiente de ciclina (cdk). Hay diferentes formas de esta mol√©cula que operan en diferentes puntos del ciclo celular. por ejemplo, la prote√≠na p53 es producida por un ADN da√Īado en la c√©lula y que desactivar√° el complejo cdk en la g 1/ s punto de control, deteniendo as√≠ el progreso de la c√©lula.



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