Definición de división celular

La división celular es el proceso que siguen las células para dividirse. Hay varios tipos de división celular, dependiendo del tipo de organismo que se esté dividiendo. Los organismos han evolucionado a lo largo del tiempo para tener diferentes y más complejas formas de división celular. La mayoría de los procariotas, o bacterias, utilizan la fisión binaria para dividir la célula. Los eucariotas de todos los tamaños utilizan la mitosis para dividirse. Los eucariotas que se reproducen sexualmente utilizan una forma especial de división celular llamada meiosis para reducir el contenido genético de la célula. Esto es necesario en la reproducción sexual porque cada progenitor debe dar sólo la mitad del material genético necesario, de lo contrario la descendencia tendría demasiado ADN, lo que puede ser un problema. Estos diferentes tipos de división celular se discuten a continuación.

Tipos de división celular

División celular procariota

Los procariotas se replican mediante un tipo de división celular conocido como fisión binaria. Los procariotas son organismos simples, con una sola membrana y sin división interna. Así, cuando un procariota se divide, simplemente replica el ADN y se divide por la mitad. El proceso es un poco más complicado que esto, ya que el ADN debe ser desenrollado primero por proteínas especiales. Aunque el ADN de los procariotas suele existir en forma de anillo, puede enredarse bastante cuando es utilizado por la célula. Para copiar el ADN de forma eficaz, hay que estirarlo. Esto también permite que los dos nuevos anillos de ADN creados se separen después de producirse. Las dos hebras de ADN se separan en dos lados diferentes de la célula procariota. A continuación, la célula se alarga y se divide por la mitad. El proceso se puede ver en la imagen de abajo.

El ADN es la línea enredada. Los otros componentes están etiquetados. Los plásmidos son pequeños anillos de ADN que también se copian durante la fisión binaria y pueden ser recogidos en el medio ambiente, a partir de células muertas que se rompen. Estos plásmidos pueden seguir replicándose. Si un plásmido es beneficioso, aumentará en una población. Así es, en parte, como se produce la resistencia a los antibióticos en las bacterias. Los ribosomas son pequeñas estructuras proteicas que ayudan a producir proteínas. También se replican para que cada célula pueda tener los suficientes para funcionar.

División celular eucariota: Mitosis

Los organismos eucariotas tienen orgánulos unidos a la membrana y ADN que existe en los cromosomas, lo que hace más difícil la división celular. Los eucariotas deben replicar su ADN, orgánulos y mecanismos celulares antes de dividirse. Muchos de los orgánulos se dividen utilizando un proceso que es esencialmente la fisión binaria, lo que lleva a los científicos a creer que los eucariotas fueron formados por procariotas que vivían dentro de otros procariotas.

Después de que el ADN y los orgánulos se replican durante la interfase del ciclo celular, el eucariota puede comenzar el proceso de mitosis. El proceso comienza durante la profase, cuando los cromosomas se condensan. Si la mitosis se produjera sin que los cromosomas se condensaran, el ADN se enredaría y se rompería. El ADN eucariota está asociado a muchas proteínas que pueden plegarlo en estructuras complejas. A medida que la mitosis avanza hacia la metafase, los cromosomas se alinean en el centro de la célula. Cada mitad de un cromosoma, conocidas como cromátidas hermanas porque son copias replicadas unas de otras, se separa en cada mitad de la célula a medida que avanza la mitosis. Al final de la mitosis, otro proceso llamado citocinesis divide la célula en dos nuevas células hijas.

Todos los organismos eucariotas utilizan la mitosis para dividir sus células. Sin embargo, sólo los organismos unicelulares utilizan la mitosis como forma de reproducción. La mayoría de los organismos multicelulares se reproducen sexualmente y combinan su ADN con el de otro organismo para reproducirse. En estos casos, los organismos necesitan un método diferente de división celular. La mitosis produce células idénticas, pero la meiosis produce células con la mitad de la información genética de una célula normal, lo que permite combinar dos células de organismos diferentes de la misma especie.

División celular eucariota: Meiosis

En los animales que se reproducen sexualmente, suele ser necesario reducir la información genética antes de la fecundación. Algunas plantas pueden existir con demasiadas copias del código genético, pero en la mayoría de los organismos es muy perjudicial tener demasiadas copias. Los humanos con incluso una copia extra de un cromosoma pueden experimentar cambios perjudiciales en su cuerpo. Para contrarrestar esto, los organismos que se reproducen sexualmente se someten a un tipo de división celular conocida como meiosis. Al igual que antes de la mitosis, el ADN y los orgánulos se replican. El proceso de meiosis contiene dos divisiones celulares diferentes, que se producen de forma consecutiva. La primera meiosis, la meiosis I, separa los cromosomas homólogos. Los cromosomas homólogos presentes en una célula representan los dos alelos de cada gen que tiene un organismo. Estos alelos se recombinan y se separan, por lo que las células hijas resultantes sólo tienen un alelo para cada gen, y ningún par de cromosomas homólogos. La segunda división, la meiosis II, separa las dos copias de ADN, de forma muy parecida a la mitosis. El resultado final de la meiosis en una célula es de 4 células, cada una con una sola copia del genoma, que es la mitad del número normal.

Los organismos suelen empaquetar estas células en gametos, que pueden viajar al entorno para encontrar otros gametos. Cuando dos gametos del tipo adecuado se encuentran, uno fecundará al otro y producirá un cigoto. El cigoto es una sola célula que se someterá a mitosis para producir los millones de células necesarias para un organismo grande. Así, la mayoría de los eucariotas utilizan tanto la mitosis como la meiosis, pero en diferentes etapas de su ciclo vital.

Etapas de la división celular

Dependiendo de qué tipo de división celular utilice un organismo, las etapas pueden ser ligeramente diferentes.

Etapas de la mitosis

La mitosis comienza con la profase en la que se condensa el cromosoma. La célula procede a la metafase en la que los cromosomas se alinean en la placa de metafase. A continuación, los cromosomas se separan en la anafase y el citoplasma de la célula se pellizca durante la telofase. La citocinesis es el proceso final que rompe la membrana celular y divide la célula en dos.

Etapas de la meiosis

Las etapas de la meiosis son similares a las de la mitosis, pero los cromosomas actúan de forma diferente. La meiosis tiene dos fases, que incluyen dos divisiones celulares separadas sin que el ADN se replique entre ellas. La meiosis I y la meiosis II tienen las mismas 4 fases que la mitosis: profase, metafase, anafase y telofase. La citocinesis concluye ambas rondas de la meiosis.

En la profase I, los cromosomas se condensan. En la metafase I, los cromosomas se alinean a través de sus pares homólogos. Cuando se separan en la anafase I y la telofase I, sólo hay una forma de cada gen en cada célula, lo que se conoce como división de reducción. La meiosis II procede de la misma manera que la mitosis, en la que las cromátidas hermanas se dividen en la placa de la metafase. En la telofase II, hay 4 células, cada una con la mitad de los alelos que la célula madre y una sola copia del genoma. Las células pueden ahora convertirse en gametos y fusionarse para crear nuevos organismos.

Cuestionario

1. Las células somáticas son células que llenan el cuerpo y deben reproducirse para reparar los daños. Las células gaméticas son células que producen gametos. ¿Qué tipo de división celular sufre cada tipo de célula?
A. Somática= mitosis; Gamética= meiosis
B. Somática= mitosis; Gamética= meiosis y mitosis
C. Somática= mitosis y meiosis; Gamética= meiosis y mitosis

2. Las mitocondrias son orgánulos de las células que crean ATP, una molécula utilizada para obtener energía. Las mitocondrias deben replicarse en el interior de la célula, al margen de la mitosis o la meiosis, para regular la cantidad de energía que se suministra. En las mitocondrias hay un anillo de ADN que controla el metabolismo mitocondrial. Este ADNmt se replica, la mitocondria se alarga y se divide por la mitad. ¿Qué tipo de división celular es ésta?
A. Fisión binaria
B. Mitosis
C. Meiosis

3. La evolución depende del éxito de la replicación del ADN. De hecho, todo el ADN de la Tierra procede de sólo una o dos células originales, y la mayoría de los organismos están relacionados entre sí. ¿A qué se deben las diferentes formas de vida?
A. La mutación
B. Recombinación genética
C. Ambas