Mitosis | Scitable

La mitosis es el proceso en el que un núcleo de la célula eucariota se divide en dos, seguido por la división de la célula madre en dos células hijas. La palabra “mitosis” significa “hilos”, y se refiere a la apariencia filiforme de cromosomas que tiene la célula cuando se prepara para dividirse.

Los primeros microscopistas fueron los primeros en observar estas estructuras, y también se observó la aparición de una red especializada de los microtúbulos durante la mitosis. Estos túbulos, conocidos colectivamente como el huso, se extienden desde estructuras denominadasn centrosomas – con un centriolo situado en cada uno de los extremos opuestos, o postes, de una célula. A medida que progresa la mitosis, los microtúbulos se unen a los cromosomas, que ya han duplicado su ADN y están alineados en el centro de la célula. Los túbulos de huso entonces se acortan y se mueven hacia los polos de la célula. Mientras se mueven, tiran de una única copia de cada cromosoma con ellos a los polos opuestos de la célula. Este proceso asegura que cada célula hija contiene una copia exacta del ADN de la célula madre.

¿Cuáles son las fases de la mitosis?

La mitosis consta de cinco fases morfológicamente distintas: profase, prometafase, metafase, anafase y telofase. Cada fase implica pasos característicos en el proceso de alineación de los cromosomas y su separación. Una vez que se ha completado la mitosis, la célula entera se divide en dos por medio de un proceso llamado citocinesis (Figura 1).

Figura 1: Dibujo de cromosomas durante la mitosis por Walther Flemming, circa 1880. Esta ilustración es una de más de un centenar de dibujos de Flemming “sustancia celular, el núcleo y la división celular.” Flemming observado repetidamente las diferentes formas de cromosomas previos y durante la citocinesis, la última división de una célula en dos durante la última etapa de la mitosis.

¿Qué sucede durante la Profase?

La Profase es la primera fase de la mitosis, que ocurre después de la conclusión de la porción G2 de la interfase. Durante la profase, los cromosomas celulares de los padres – que se duplicaron durante la fase S – se condensan y convierten en miles de veces más compactos de lo que eran durante la interfase. Debido a que cada cromosoma duplicado se compone de dos cromátidas hermanas idénticas unidas por un punto llamado el centrómero, estas estructuras aparecen ahora como cuerpos en forma de X cuando se observan bajo un microscopio. Varias proteínas que unen ADN catalizan el proceso de condensación, incluso la cohesina y condensina. La cohesina forma anillos que sujetan las cromátidas hermanas juntas, mientras que la condensina forma anillos que enrollan los cromosomas en formas muy compactas.

El huso mitótico también comienza a desarrollarse durante la profase. Como los dos centrosomas de la célula se mueven hacia polos opuestos, los microtúbulos gradualmente se ensamblan entre ellos, formando la red que posteriormente  separa los cromosomas duplicados.

¿Qué sucede durante la Prometafase?

Cuando se completa la profase, la célula entra en la prometafase, la segunda etapa de la mitosis. Durante prometafase, la fosforilación de las láminas nucleares por parte de M-CDK hace que la membrana nuclear se descomponga en numerosas vesículas pequeñas. Como resultado, los microtúbulos del huso ahora tienen acceso directo al material genético de la célula.

Cada microtúbulo es muy dinámico, creciendo hacia el exterior desde el centrosoma y yendo hacia atrás mientras trata de localizar un cromosoma. Eventualmente, los microtúbulos encuentran sus objetivos y se conectan a cada cromosoma en su cinetócoro, un complejo de proteínas posicionado en el centrómero. El número real de los microtúbulos que se fijan a un cinetocoro varía entre las especies, pero al menos uno de microtúbulos a partir de cada polo se une al cinetocoro de cada cromosoma. Un gran remolcador aparece entonces mientras que los cromosomas se mueven hacia atrás y adelante hacia los dos polos.

¿Qué sucede durante la metafase y anafase?

Mientras termina prometafase y comienza la metafase, los cromosomas se alinean a lo largo del ecuador celular. Cada cromosoma tiene al menos dos microtúbulos que se extienden desde su cinetócoro, con al menos un microtúbulo conectado a cada polo. En este punto, la tensión dentro de la célula se equilibra y los cromosomas ya no se mueven hacia atrás y adelante. Además, el huso se ha completado, y tres grupos de microtúbulos del huso son evidentes: los microtúbulos del cinetocoro adjuntan los cromosomas al polo del huso; los microtúbulos interpolares se extienden desde el polo del huso a través del ecuador, casi al polo opuesto del huso, y los microtúbulos astrales se extienden desde el polo del huso a la membrana celular.

La Metafase conduce a la anafase, durante la cual cada cromátida hermana se separa y se mueve a polos opuestos de la célula. La descomposición enzimática de la cohesina, que unía las cromátidas hermanas durante la profase juntas, hace que ocurra esta separación. Tras la separación, cada cromátida se convierte en un cromosoma independiente. Mientras tanto, los cambios en la longitud de los microtúbulos proporcionan el mecanismo para el movimiento de cromosomas.

Más específicamente, en la primera parte de la anafase, a veces llamada anafase A, los microtúbulos del cinetocoro se acortan y extraen los cromosomas hacia los polos del huso. Luego, en la segunda parte de la anafase, a veces llamado anafase B, los microtúbulos astrales que están anclados en la membrana celular tiran de los polos más separados y la cremallera de microtúbulos interpolares se deslizan unos sobre otros, ejerciendo una tracción adicional sobre los cromosomas (Figura 2).

Figura 2: Tipos de microtúbulos involucrados en la mitosis. Durante la mitosis, varios tipos de microtúbulos están activos. Las proteínas motoras asociadas a los microtúbulos interpolares accionar el conjunto del eje. Tenga en cuenta los otros tipos de microtúbulos que participan en el anclaje del polo del huso y tirando de las cromátidas hermanas.

¿Qué sucede durante la Telofase?

Durante la telofase, los cromosomas llegan a los polos de la célula, el huso mitótico se desmonta, y las vesículas que contienen fragmentos de la membrana nuclear original se ensamblan alrededor de los dos conjuntos de cromosomas. Las Fosfatasas entonces desfosforilan las láminas en cada extremo de la célula. Esta desfosforilación da como resultado la formación de una nueva membrana nuclear alrededor de cada grupo de cromosomas.

¿Cuándo se dividen las células en realidad?

La citocinesis es el proceso físico que finalmente divide la célula madre en dos células hijas idénticas. Durante la citocinesis, la membrana celular del ecuador de la célula se pellizca formando una hendidura llamada el surco de segmentación. La posición del surco depende de la posición de los microtúbulos astrales y interpolares durante la anafase.

El surco de división se forma por la acción de un anillo contráctil de superposición de filamentos de actina y miosina. Como los filamentos de actina y miosina se mueven unos sobre otros, el anillo contráctil se hace más pequeño, como tirar de un cordón en la parte superior de una bolsa. Cuando el anillo alcanza su punto más pequeño, el surco de división divide completamente a la célula en su centro, lo que da como resultado dos células hijas separadas de igual tamaño.

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