¿Qué es el ciclo celular?

El ciclo celular es un tipo de reproducción asexual que se identifica como el ciclo vital de una célula. En este ciclo existe un conjunto ordenado de etapas de crecimiento y desarrollo que la célula presenta desde su formación por división de una célula madre, pasando por su reproducción donde la célula se divide para crear dos células hijas y cada una recibe una copia del material duplicado, hasta que finalmente cada célula hija se rodea con su propia membrana exterior.

Tipos de ciclo celular.

En las células eucariotas, es decir, aquellas que cuentan con un núcleo diferenciado y que se hallan en células animales, vegetales, fúngicas y protistas, el ciclo celular consta de dos principales etapas denominadas interfase y fase mitótica (mitosis y citocinesis).

Por su parte, en las células procariotas, las que pertenecen a bacterias y arqueas, el ciclo celular se divide en períodos B, C y D, donde el B se extiende desde el final de la división de la célula, hasta el inicio de replicación del ADN.

Etapas del ciclo celular.

Células eucariotas.

La interfase está conformada por las etapas G1, S y G2. En esta etapa, la célula realiza sus funciones específicas, y si desea continuar a la división celular, comienza por ejecutar la duplicación de su ADN.

Fase G1.

GAP 1 o fase de primer intervalo, es la primera fase donde la célula se prepara para dividirse. Comprende el período entre el fin de una mitosis y el inicio de la síntesis del ADN, por lo que conlleva aproximadamente entre 6 a 12 horas.

En ese tiempo, existe crecimiento celular con síntesis de proteínas y de ARN. Además de que la célula crece físicamente en tamaño y masa, copia los organelos y prepara componentes moleculares que requerirá posteriormente en las siguientes etapas.

Además, la fase G1 funge como un punto de revisión muy importante donde las células con ADN dañado son apartadas para que no puedan sintetizarse de esta manera y alterar el proceso. 

Ciclo Celular

Fase S.

La fase S, la segunda del ciclo, se caracteriza por la síntesis del ADN. Aquí el cromosoma se duplica y se forman dos cromátidas idénticas. También duplica una estructura de organización de microtúbulos llamada centrosoma. Con la duplicación de ADN, hay una dotación extra y completa de todo el material genético; es decir, el núcleo almacena el doble de proteínas y de ADN. 

La fase S tiene una duración promedio entre 10 y 12 horas; lo que ocupa aproximadamente la mitad del tiempo del ciclo celular en una célula básica eucariota de mamífero. 

Fase G2.

GAP 2 o fase de segundo intervalo, dura entre 3 y 4 horas. Aquí la célula crece más y produce proteínas y organelos, al igual que comienza a reorganizar su contenido para prepararse para la mitosis. La fase G2 concluye cuando la mitosis da inicio. 

Fase mitótica (Fase M).

La fase M implica dos procesos distintos relacionados con la división: mitosis y citocinesis.

La mitosis es el estado de la división celular. Es decir, un proceso en el que una sola célula se divide en dos células hijas idénticas. Cada cromosoma se convierte en un par para separarse por completo hasta terminar como dos células hijas (idénticas) con un conjunto completo de ADN. 

El propósito principal de la mitosis es el crecimiento y la sustitución de las células desgastadas, ya que si alguna dañada forma parte del proceso, podría provocar serias modificaciones en el ADN y con ello, conducir a trastornos genéticos. 

La mitosis se divide en profase, metafase, anafase, telofase y citocinesis.

Ciclo Celular

Fases de la Mitosis.

Profase.

Los cromosomas se condensan en estructuras en forma de X y pueden reconocerse fácilmente en el núcleo celular. Estos cromosomas se emparejan de manera que ambas copias del cromosoma 1 están juntas y ambas copias del cromosoma 2 están juntas.

Los pares de centriolos se separan hacia los polos opuestos, y a medida que se van separando, se observan unas fibras que forman una estructura denominada huso mitótico, que consta de microtúbulos y otras proteínas.

Metafase.

Los cromosomas se alinean perfectamente de un extremo a otro a lo largo del centro de la célula. Los centríolos están ahora en polos opuestos de la célula y las fibras pertenecientes al huso mitótico se adhieren a cada una de las cromátidas hermanas.

Anafase.

En la anafase, las cromátidas hermanas son luego separadas por el huso mitótico hacia polos opuestos. Los cromosomas alcanzan su nivel máximo de condensación.

Telofase.

En esta última fase de la mitosis, desaparecen las fibras del huso mitótico y se forma una membrana alrededor de cada conjunto de cromosomas para crear dos nuevos núcleos.

Citocinesis

La citocinesis es cuando el citoplasma de una sola célula se divide en dos células hijas donde cada una contiene un conjunto completo de cromosomas dentro de un núcleo.

En las células vegetales, la citocinesis se lleva a cabo de manera muy distinta, debido a que las paredes rígidas de las células impiden que se puedan dividir en dos tal como en las células animales. En este caso, las vesículas que provienen del aparato de Golgi y están cargadas de carbohidratos, se alinean a lo largo de la mitad de la célula (ecuador) entre los dos núcleos.

Al fusionarse las vesículas, producen una estructura denominada placa celular, muy similar a un compartimento o saco aplanado que está rodeado por membrana y lleno de carbohidratos de textura viscosa y pegajosa.

Células procariotas.

La gran mayoría de las células procariotas cuentan con una sola copia de cada gen, por lo que se denominan haploides. Los genomas de estas células son compactos y poseen poco ADN repetitivo.

A diferencia de las eucariotas donde el ADN se localiza dentro del núcleo, el ADN de las procariotas se halla en un cromosoma circular en el nucleoide dentro del citoplasma; razón por la que la transcripción y traducción ocurren de manera simultánea.

El ciclo celular de las células procariotas consiste en un período largo de crecimiento, donde la célula replica su ADN, seguido por una forma de división celular llamada fisión binaria.

En la fisión binaria, las bacterias realizan la división celular. Es similar a la mitosis, pero su fin es distinto. Es una reproducción asexual donde un organismo procariota duplica su material genético, el ADN, para luego dividirse en dos partes (citocinesis), donde cada una de estas tiene una copia de ADN.

Muerte celular.

Durante el ciclo celular, las células pueden ser eliminadas en cualquier parte del proceso. La eliminación depende de mecanismos internos o de factores externos. En las células eucariotas se identifican tres tipos de muerte celular: apoptosis, autofagia y necrosis.

Apoptosis: Se presenta durante las primeras etapas de desarrollo para eliminar células innecesarias que han sido dañadas irreversiblemente. 

Autofagia: Es la forma en que las células reciclan sus componentes. Algunas porciones del citoplasma quedan apartadas dentro de una vacuola de doble membrana y son digeridas por hidrolasas lisosomales.

Necrosis: Es la muerte patológica de las células o tejidos del organismo. Existe ruptura de la membrana plasmática y pérdida del material intracelular. La necrosis es irreversible en cualquiera de sus formas y se divide en dos tipos: la necrosis oncótica y la necrosis apoptótica.

Necrosis oncótica: Se afectan amplias zonas del órgano u órganos, y las células necróticas envían señales al cuerpo para iniciar reacciones inflamatorias.

Necrosis apoptótica: Se desarrolla a nivel de células individuales y los detritos necróticos se forman en el interior de los fagocitos o macrófagos, o de las células parenquimales vecinas.

Ciclo celular y cáncer.

El cáncer está muy relacionado con el ciclo celular, ya que es básicamente, una enfermedad de división celular descontrolada.

El desarrollo y avance del cáncer en un organismo, suele asociarse con alteraciones en alguna etapa del ciclo celular. Existen inhibidores del ciclo celular que impiden la división de las células cuando las condiciones no son aptas para llevarse a cabo. Un fallo o error en estos inhibidores, puede originar cáncer de diferentes tipos.

https://medigraphic.com/pdfs/vertientes/vre-2014/vre142e.pdf

https://es.khanacademy.org/science/ap-biology/cell-communication-and-cell-cycle/cell-cycle/a/cell-cycle-phases

https://www.britannica.com/science/cell-cycle

https://www.yourgenome.org/facts/what-is-mitosis