1. Tipos de reproducción celular

Procariotas

• Fisión binaria o bipartición. Consta de dos etapas:
  • Duplicación del ADN.
  • Citocinesis / división del citoplasma.

Eucariotas

• Células somáticas: mitosis. Cada célula resultante comienza un nuevo ciclo celular hasta que vuelve a dividirse.
• Meiocitos / células madre de los gametos: meiosis. Los gametos producidos no continúan con un ciclo celular nuevo.

2. El ciclo celular

El ciclo celular es el conjunto de cambios que sufre una célula desde que se ha formado hasta que se divide para originar dos células hijas. Se divide en dos etapas principales:

Interfase

Periodo que transcurre entre dos divisiones celulares sucesivas. Ocupa la mayor parte del ciclo celular y hay gran actividad metabólica. Consta de tres etapas:

• Fase G1: comienza al acabar la fase M.
  • Aumento de tamaño de la célula.
  • Duplicación de orgánulos.
  • Algunas células detienen su ciclo celular en esta etapa, entran en quiescencia; se dice que entran en fase G0 (ej. neuronas).
• Fase S:
  • Replicación del ADN.
  • Síntesis de histonas.
• Fase G2: fase preparatoria para la división celular.
  • Producción de proteínas necesarias para la división celular.
  • Duplicación de los centriolos.

Fase M / División celular

Comienza cuando empieza a condensarse la cromatina (para formar cromosomas).

• Mitosis o cariocinesis: consiste en la división del núcleo.
• Citocinesis: división del citoplasma.

3.1. Mitosis

Importancia biológica de la mitosis

• Proceso de división del núcleo que tiene como objetivo el reparto equitativo del material genético.
• Mediante este tipo de división se generan copias idénticas (clones), es decir, no genera variabilidad genética entre las células resultantes.
• Se utiliza para el crecimiento de organismos pluricelulares, la regeneración de tejidos, la renovación celular y la reproducción asexual.

Etapas de la mitosis

Profase

• Las parejas de centriolos (duplicados en la G2) se separan, originando entre medias las fibras del huso (microtúbulos de tubulina) y, en sentido contrario, las del áster.
• La cromatina se condensa formando los cromosomas.
• La membrana nuclear y el nucléolo desaparecen.

Ej. n = 3

Metafase

• El huso mitótico se extiende entre los dos polos de la célula.
• En los centrómeros se forman dos complejos proteicos llamados cinetocoros, donde se polimerizan microtúbulos cinetocóricos que sitúan a los cromosomas en la placa metafásica o ecuatorial, con cada cromátida orientada hacia un polo. El resto pasan a llamarse microtúbulos polares.

Anafase

• Las dos cromátidas de cada cromosoma se separan y son arrastradas hacia polos opuestos. Esto se produce por el acortamiento por despolimerización de los microtúbulos cinetocóricos.
• Los microtúbulos polares siguen alargándose separando cada vez más los dos polos, deformando la célula.

Telofase

• Las cromátidas o cromosomas hijo llegan a los polos.
• Los microtúbulos cinetocóricos desaparecen y los polares siguen alargándose.
• Los cromosomas se descondensan, reapareciendo la cromatina y el nucléolo.
• La membrana nuclear se forma a partir del retículo endoplásmico.

3.2. Citocinesis

Consiste en la división del citoplasma. Los orgánulos se reparten equitativamente.

Célula animal

Se produce por estrangulamiento del citoplasma mediante un anillo contráctil de fibras de actina y miosina que se contrae formando un surco de segmentación.

Célula vegetal

Se produce mediante un tabique o fragmoplasto formado por microtúbulos del huso mitótico y del retículo endoplásmico y por la fusión de vesículas del aparato de Golgi que contienen las sustancias que forman la lámina media y la pared primaria. Se dejan comunicaciones llamadas plasmodesmos.

Se produce en zonas meristemáticas cuyas células solo tienen pared primaria que permite su crecimiento.

4. La meiosis

Importancia biológica de la meiosis

• Tiene como objetivo producir gametos en organismos con reproducción sexual.
• A partir de una célula diploide (2n cromosomas = 2 copias/juegos de cada cromosoma) llamada meiocito o célula madre de gametos, se originan 4 células haploides llamadas gametos para la reproducción sexual.
• Todas las células resultantes son diferentes entre sí genéticamente debido a la recombinación genética entre cromátidas de cromosomas homólogos (sobrecruzamientos y disposición en los polos) y al reparto al azar de cromosomas paternos y maternos.
• Debido a lo anterior, la meiosis genera variabilidad, lo cual permite la adaptación al medio, la supervivencia ante los cambios y la evolución. Junto a las mutaciones, es fuente de variabilidad.
• Consta de dos divisiones sucesivas (Meiosis I y Meiosis II) sin replicación del ADN entre medias.

Etapas de la meiosis

Meiosis I (división reduccional)

La primera división de la meiosis es reduccional porque reduce el número de cromosomas a la mitad, pasando de diploide a haploide.

Profase I

• La cromatina se condensa formando los cromosomas, que permanecen unidos por sus extremos a la envoltura nuclear mediante las placas de unión.
• Los cromosomas homólogos se aparean (sinapsis).
• Se producen los sobrecruzamientos entre las cromátidas de los cromosomas homólogos, cuya consecuencia será la recombinación genética o intercambio de genes entre cromosomas homólogos.
• Se forman quiasmas donde se separan los homólogos pero permanecen unidos temporalmente.
• Desaparece el nucléolo y la envoltura nuclear y comienzan a formarse las fibras cinetocóricas.

Ej. 2n = 6

Metafase I

• Las tétradas se sitúan en la placa ecuatorial con cada cromosoma orientado hacia un polo.
• Los cromosomas homólogos aparecen unidos por los quiasmas.
• Los cinetocoros de cada cromosoma (2) se orientan hacia cada polo.

Anafase I

• Las fibras cinetocóricas se acortan, tirando de cromosomas completos hacia los polos.
• Se produce la recombinación genética o intercambio de genes entre cromosomas homólogos (debido al intercambio de fragmentos).
• Las fibras polares siguen creciendo alargando la célula.

Telofase I

• Los cromosomas han llegado a los polos; han desaparecido las fibras cinetocóricas.
• Reaparece la membrana nuclear y el nucléolo y los cromosomas se descondensan parcialmente.
• Se produce la división del citoplasma.

Meiosis II

Entre la meiosis I y II no hay síntesis de ADN. Se desarrolla de forma similar a una mitosis en cada una de las células resultantes de la meiosis I.

Se obtienen 4 células hijas, cada una de ellas con la mitad de cromosomas (haploides) y genéticamente distintas.