Ciclo celular para niños

El ciclo celular es como el "ciclo de vida" de una célula. Es una serie de pasos ordenados que una célula sigue para crecer y luego dividirse en dos células nuevas, llamadas células hijas. Imagina que es el proceso por el cual una célula se prepara para hacer copias de sí misma.

Este ciclo tiene varias etapas importantes: G₁, S, G₂ y M.

• G₁ significa "Gap 1" (Intervalo 1).
• S significa "Síntesis", que es cuando la célula hace una copia de su ADN.
• G₂ significa "Gap 2" (Intervalo 2).
• M es la "fase M", donde la célula se divide.

Las células que están activamente en este ciclo se llaman "proliferantes". Las que no se están dividiendo en ese momento están en una fase especial llamada G₀, y se les llama "quiescentes". Todas las células nuevas provienen de una célula que ya existía. El ciclo celular empieza cuando nace una célula nueva y termina cuando esa célula se divide para formar dos células hijas.

Ciclo celular.

Etapas del ciclo de vida celular

Una célula pasa por dos estados principales en su ciclo:

• El estado de no división, llamado interfase. Aquí, la célula realiza sus funciones diarias y, si se va a dividir, empieza a copiar su ADN.
• El estado de división, llamado fase M.

Interfase: Preparación para la división

La interfase es la parte más larga del ciclo celular, ocupando casi el 90% del tiempo. Es el período entre dos divisiones celulares y tiene tres etapas:

• ==== Fase G₁: Crecimiento inicial ====

Es la primera etapa. La célula crece mucho y produce proteínas y ARN. Es como si la célula se hiciera más grande y fuerte antes de prepararse para dividirse. En esta fase, la célula duplica su tamaño y su masa.

• ==== Fase S: Copia del ADN ====

En esta etapa, la célula hace una copia exacta de todo su ADN. Cada cromosoma se duplica y queda formado por dos partes idénticas llamadas cromátidas. Al final de esta fase, el núcleo de la célula tiene el doble de ADN y proteínas que al principio. Esta fase dura unas 10 a 12 horas.

• ==== Fase G₂: Preparación final ====

Es la tercera etapa de crecimiento. La célula sigue produciendo proteínas y ARN. Al final de esta fase, se pueden ver cambios en la célula que indican que está lista para dividirse. Dura entre 3 y 4 horas y termina cuando el material genético empieza a organizarse para la división.

Fase M: La división celular

La fase M es cuando la célula se divide. En esta fase, una célula madre se divide en dos células hijas idénticas. Esta fase incluye la mitosis (o meiosis en algunos casos especiales), que es la división del núcleo, y la citocinesis, que es la división del citoplasma. Si el ciclo completo dura 24 horas, la fase M solo dura unos 30 minutos.

Comparación entre la fisión binaria, mitosis y meiosis, tres tipos de división celular.

Cómo se controla el ciclo celular

El ciclo celular está muy bien regulado. Es como si tuviera "puntos de control" que se aseguran de que todo vaya bien antes de pasar a la siguiente etapa. Si algo no está correcto, el ciclo se detiene hasta que se solucione el problema.

Esquema global de los elementos más relevantes implicados en la regulación del ciclo celular.

Algunas preguntas importantes sobre cómo se controla el ciclo son:

• ==== ¿Cómo se copia el ADN una sola vez? ====

Para que el ADN se copie solo una vez, unas proteínas especiales llamadas Cdk (ciclina) ayudan a formar un "complejo de preparación" en el ADN en la fase G₁. Una vez que la copia (replicación) empieza en la fase S, estas proteínas se desactivan o se eliminan, impidiendo que el ADN se copie de nuevo hasta el siguiente ciclo.

• ==== ¿Cómo entra la célula en división (mitosis)? ====

Una proteína llamada ciclina B, junto con Cdk-M, ayuda a que la célula entre en mitosis. Al final de la fase G₂, otra proteína llamada Cdc25 activa a Cdk-M, lo que desencadena el inicio de la división.

• ==== ¿Cómo se separan las copias de los cromosomas? ====

Durante la mitosis, las dos copias de cada cromosoma (cromátidas hermanas) están unidas. Para separarlas, una proteína llamada APC se activa y ayuda a eliminar las "uniones" que las mantienen juntas, permitiendo que se separen y se muevan a cada nueva célula.

• ==== ¿Cómo termina la división (mitosis)? ====

Una vez que las copias de los cromosomas se han separado, la misma proteína APC que ayudó a separarlas, ahora desactiva a la ciclina B. Esto hace que la actividad de Cdk-M disminuya, permitiendo que la célula termine la mitosis y se divida en dos.

Metafase tardía: placa metafásica previa a la separación de las cromátidas.

• ==== ¿Cómo se mantiene la célula en la fase G₁? ====

En la fase G₁, la actividad de Cdk es baja. Esto se debe a que las ciclinas B se eliminan, se acumulan proteínas que inhiben a Cdk, y la producción de ciclinas disminuye. Para que la célula salga de este "reposo" y empiece a dividirse, necesita señales externas, como los factores de crecimiento. Estos factores activan proteínas que permiten que la célula avance a la fase S.

Componentes que regulan el ciclo

El ciclo celular es controlado por un sistema que revisa cada paso. En puntos clave, la célula verifica que se cumplan las condiciones para seguir adelante. Hay cuatro transiciones principales:

• De G₀ a G₁: La célula empieza a dividirse.
• De G₁ a S: Empieza la copia del ADN.
• De G₂ a M: Empieza la mitosis.
• De metafase a anafase: Las copias de los cromosomas se separan.

Los genes que regulan el ciclo celular se dividen en tres grupos:

1. Genes que producen proteínas necesarias para el ciclo, como las enzimas para copiar el ADN.
2. Genes que producen proteínas que activan el ciclo. Estas proteínas hacen que las células que están en reposo (G₀) empiecen a dividirse. Incluyen las ciclinas y las quinasas dependientes de ciclina (CDK).
3. Genes que producen proteínas que frenan el ciclo. Son importantes para evitar que las células se dividan sin control.

Las ciclinas y las CDK trabajan juntas para regular el ciclo. Las ciclinas son proteínas que aparecen y desaparecen en diferentes momentos del ciclo. Las CDK son enzimas que se activan cuando se unen a las ciclinas y ayudan a que el ciclo avance.

Puntos de control del ciclo

Existen "puntos de control" en el ciclo que aseguran que todo funcione correctamente. Estos puntos revisan que el ADN se haya copiado bien o que los cromosomas se separen correctamente. Si hay un problema, el ciclo se detiene.

• ==== Punto de control del ADN no copiado ====

Está al final de la fase G₁, antes de que empiece la fase S. Si el ADN no está listo para copiarse, el ciclo se detiene.

• ==== Punto de control de la división (mitosis) ====

Este punto está antes de la anafase. Se asegura de que todos los cromosomas estén bien conectados a las estructuras que los van a separar. Si no lo están, la separación se detiene.

• ==== Punto de control del daño en el ADN ====

Este punto puede activarse en las fases G₁, S o G₂. Si el ADN está dañado, una proteína llamada p53 se activa. Esta proteína ayuda a reparar el ADN, detiene el ciclo para dar tiempo a la reparación, y si el daño es muy grande, puede hacer que la célula se elimine a sí misma para evitar problemas.

El ciclo celular en las plantas

Las plantas también tienen un ciclo celular, pero con algunas diferencias respecto a los animales. En las plantas, el crecimiento y la división celular ocurren en zonas especiales llamadas meristemos. Por ejemplo, las hojas y las flores crecen a partir de los meristemos del tallo, y las raíces crecen a partir del meristemo de la raíz.

El ciclo celular de las plantas comparte muchas cosas con el de los animales, como las CDK que regulan el ciclo. Sin embargo, las plantas tienen algunas CDK únicas. También tienen una mayor variedad de ciclinas.

Las hormonas de las plantas, llamadas fitohormonas, como la auxina y la citoquinina, son muy importantes para controlar el crecimiento y la división celular en los meristemos.

Una característica interesante de las células vegetales es que pueden duplicar su número de cromosomas sin dividirse. Esto se llama endorreduplicación y puede hacer que las células sean más grandes. Se cree que esto podría ayudar a las plantas a ser más resistentes a condiciones difíciles del ambiente.

Galería de imágenes

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  Expresión diferencial de ciclinas en las distintas fases del ciclo.

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  Cuando las células normales se lesionan o envejecen, mueren, pero algunas células con problemas pueden evitarlo.